JP7049781B2 - Conductive members, electrochemical reaction units, and electrochemical reaction cell stacks - Google Patents

Conductive members, electrochemical reaction units, and electrochemical reaction cell stacks Download PDF

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本明細書によって開示される技術は、導電性部材に関する。 The techniques disclosed herein relate to conductive members.

水素と酸素との電気化学反応を利用して発電を行う燃料電池の1つとして、固体酸化物形の燃料電池(以下、「SOFC」という)が知られている。SOFCの構成単位である燃料電池発電単位(以下、「発電単位」という)は、燃料電池単セル(以下、「単セル」という)と、導電性の集電部材とを備える。単セルは、電解質層と、電解質層を挟んで所定の方向に互いに対向する空気極および燃料極とを含む。集電部材は、単セルを構成する空気極または燃料極に電気的に接続される。 A solid oxide fuel cell (hereinafter referred to as "SOFC") is known as one of the fuel cells that generate power by utilizing an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen. The fuel cell power generation unit (hereinafter referred to as “power generation unit”), which is a constituent unit of the SOFC, includes a fuel cell single cell (hereinafter referred to as “single cell”) and a conductive current collecting member. The single cell includes an electrolyte layer and an air electrode and a fuel electrode that face each other in a predetermined direction across the electrolyte layer. The current collector member is electrically connected to an air electrode or a fuel electrode constituting a single cell.

発電単位を構成する集電部材として、1枚の金属板に孔開け加工や曲げ起こし加工を施すことによって製造された集電部材が知られている(例えば、特許文献1参照)。この集電部材において、上記金属板における曲げ起こされた部分以外の部分により構成される部分(以下、「第1の導電性部分」という)は、所定の方向(以下、「第1の方向」という)に直交する略平板状の部分である。第1の導電性部分には、貫通孔が形成される。また、上記金属板における曲げ起こされた部分により構成される第2の導電性部分は、第1の方向視における上記貫通孔を形成する第1の導電性部分の内周から、第1の導電性部分の表面に交差する方向に延伸する板状部分を含む部分である。 As a current collector member constituting a power generation unit, a current collector member manufactured by performing a hole drilling process or a bending process on a single metal plate is known (see, for example, Patent Document 1). In this current collector, the portion composed of the portion other than the bent portion of the metal plate (hereinafter referred to as "first conductive portion") has a predetermined direction (hereinafter referred to as "first direction"). It is a substantially flat plate-shaped part orthogonal to). Through holes are formed in the first conductive portion. Further, the second conductive portion formed of the bent portion of the metal plate is first conductive from the inner circumference of the first conductive portion forming the through hole in the first directional view. It is a portion including a plate-shaped portion extending in a direction intersecting the surface of the sex portion.

特開2013-55042号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-55042

上述した従来の集電部材では、例えば、SOFCの運転時等において、集電部材が熱膨張・熱収縮を繰り返すことに伴い生ずる応力が、集電部材の特定の箇所(例えば、集電部材において、第1の導電性部分と第2の導電性部分との境界線に直交する第2の方向(ただし、第2の導電性部分の先端側とは反対の方向)における貫通孔の端部に面する箇所の内、屈曲している部分を構成する箇所(すなわち、後述する孔端部対向部であり、孔端部対向部は集電部材の一部である)に集中する。その結果、集電部材における特定の箇所においてひび割れが発生するおそれがある、という課題がある。 In the above-mentioned conventional current collector member, for example, during the operation of SOFC, the stress generated by the repeated thermal expansion and contraction of the current collector member is generated in a specific part of the current collector member (for example, in the current collector member). , At the end of the through hole in the second direction orthogonal to the boundary line between the first conductive portion and the second conductive portion (however, in the direction opposite to the tip end side of the second conductive portion). Of the facing parts, the parts that constitute the bent part (that is, the hole end facing portion, which will be described later, and the hole end facing portion is a part of the current collecting member) are concentrated as a result. There is a problem that cracks may occur at specific points in the current collector member.

なお、このような課題は、水の電気分解反応を利用して水素の生成を行う固体酸化物形の電解セル(以下、「SOEC」ともいう)の構成単位である電解セル単位を構成する集電部材にも共通の課題である。なお、本明細書では、燃料電池発電単位と電解セル単位とをまとめて電気化学反応単位と呼ぶ。また、このような課題は、SOFCやSOECに限らず、他のタイプの電気化学反応単位にも共通の課題である。また、このような課題は、1枚の金属板に孔開け加工や曲げ起こし加工を施すことによって製造された集電部材に限らず、他の方法により製造された集電部材にも共通の課題である。さらに、このような課題は、電気化学反応単位を構成する集電部材に限らず、金属を含み、第1の方向に直交する略平板状であり、貫通孔が形成された第1の導電性部分と、金属を含み、第1の方向視における上記貫通孔を形成する第1の導電性部分の内周から第1の導電性部分の表面に交差する方向に延伸する板状部分を含む第2の導電性部分と、を備える導電性部材一般に共通の課題である。 It should be noted that such a problem is a collection of electrolytic cell units, which are constituent units of solid oxide-type electrolytic cells (hereinafter, also referred to as “SOEC”) that generate hydrogen by utilizing the electrolysis reaction of water. This is a common issue for electrical components. In this specification, the fuel cell power generation unit and the electrolytic cell unit are collectively referred to as an electrochemical reaction unit. Further, such a problem is not limited to SOFC and SOEC, but is a problem common to other types of electrochemical reaction units. Further, such a problem is not limited to the current collector member manufactured by drilling or bending a single metal plate, but is also a common problem for current collector members manufactured by other methods. Is. Further, such a problem is not limited to the current collecting member constituting the electrochemical reaction unit, but is a substantially flat plate shape containing metal and orthogonal to the first direction, and the first conductivity having a through hole formed therein. A first including a portion and a plate-like portion containing a metal and extending in a direction intersecting the surface of the first conductive portion from the inner circumference of the first conductive portion forming the through hole in the first direction view. It is a common problem in general for a conductive member including the conductive portion of 2.

本明細書では、上述した課題を解決することが可能な技術を開示する。 This specification discloses a technique capable of solving the above-mentioned problems.

本明細書に開示される技術は、例えば、以下の形態として実現することが可能である。 The techniques disclosed herein can be realized, for example, in the following forms.

(1)本明細書に開示される導電性部材は、金属を含み、第1の方向に直交する略平板状であり、貫通孔が形成された第1の導電性部分と、金属を含み、前記第1の方向視における前記貫通孔を形成する前記第1の導電性部分の内周から前記第1の導電性部分の表面に交差する方向に延伸する板状部分を含む第2の導電性部分と、を備える導電性部材において、前記貫通孔は、前記第1の方向視で、前記第1の導電性部分と前記第2の導電性部分との境界線に直交する第2の方向において、前記境界線を通る直線と前記第1の導電性部分の内周との2つの交点の間を結んだ仮想線分の全体に面する第1の孔部分と、前記第2の方向において、前記仮想線分に対して前記第1の孔部分とは反対側に位置し、かつ、前記仮想線分に平行な第3の方向における前記境界線の一方側で、前記第1の孔部分に連続する第2の孔部分と、前記第2の方向において、前記仮想線分に対して前記第1の孔部分とは反対側に位置し、かつ、前記第3の方向における前記境界線の他方側で、前記第1の孔部分に連続する第3の孔部分と、を有する。本導電性部材は、第1の導電性部分に形成された貫通孔が、上述した仮想線分によって、上述のような第1の孔部分と第2の孔部分と第3の孔部分とに分けられるような構成である。そのため、本導電性部材では、導電性部材における孔端部対向部が、第1の導電性部分と第2の導電性部分との境界線の位置に一致しない。すなわち、導電性部材における孔端部対向部は、第1の導電性部分と第2の導電性部分との境界線の位置のように、第1の導電性部分に略平行な表面に交差する方向に延伸した板状部分と連続しておらず(たとえば、折れ曲がってはおらず)、第1の導電性部分に略平行な略平板形状となる。ここで、導電性部材における孔端部対向部は、第1の導電性部分と第2の導電性部分との境界線に直交する第2の方向(ただし、第2の導電性部分の先端側とは反対の方向)における貫通孔の端部に面する箇所の内、屈曲している部分を構成する箇所である。従って、本導電性部材によれば、例えばSOFCの運転時等において、導電性部材が熱膨張・熱収縮を繰り返す際に、導電性部材の特定の箇所(例えば、孔端部対向部)に応力が集中することを抑制することができる。そのため、本導電性部材によれば、導電性部材の特定の箇所においてひび割れが発生することを抑制することができる。 (1) The conductive member disclosed in the present specification contains a metal, has a substantially flat plate shape orthogonal to the first direction, and includes a first conductive portion having a through hole formed and a metal. A second conductivity including a plate-shaped portion extending in a direction intersecting the surface of the first conductive portion from the inner circumference of the first conductive portion forming the through hole in the first direction view. In a conductive member comprising a portion, the through hole is in a second direction orthogonal to a boundary line between the first conductive portion and the second conductive portion in the first directional view. In the first hole portion facing the entire virtual line segment connecting between the two intersections of the straight line passing through the boundary line and the inner circumference of the first conductive portion, and in the second direction. Located on the side opposite to the first hole portion with respect to the virtual line segment, and on one side of the boundary line in the third direction parallel to the virtual line segment, in the first hole portion. The other of the continuous second hole portion and the boundary line in the second direction, located on the opposite side of the virtual line segment from the first hole portion and in the third direction. On the side, it has a third hole portion continuous with the first hole portion. In this conductive member, through holes formed in the first conductive portion are formed into the first hole portion, the second hole portion, and the third hole portion as described above by the above-mentioned virtual line segment. It is a structure that can be divided. Therefore, in the present conductive member, the hole end facing portion in the conductive member does not coincide with the position of the boundary line between the first conductive portion and the second conductive portion. That is, the hole end facing portion in the conductive member intersects a surface substantially parallel to the first conductive portion, such as the position of the boundary line between the first conductive portion and the second conductive portion. It is not continuous with the plate-shaped portion stretched in the direction (for example, is not bent), and has a substantially flat plate shape substantially parallel to the first conductive portion. Here, the hole end facing portion in the conductive member has a second direction orthogonal to the boundary line between the first conductive portion and the second conductive portion (however, the tip end side of the second conductive portion). Of the parts facing the end of the through hole in the opposite direction), it is a part that constitutes a bent part. Therefore, according to the present conductive member, when the conductive member repeats thermal expansion and contraction, for example, during operation of SOFC, stress is applied to a specific portion (for example, a portion facing the hole end) of the conductive member. Can be suppressed from concentrating. Therefore, according to the present conductive member, it is possible to suppress the occurrence of cracks at a specific portion of the conductive member.

(2)上記導電性部材において、前記仮想線分上における前記第1の導電性部分の幅と前記第2の導電性部分の幅とは、互いに等しい構成としてもよい。本導電性部材では、第1の導電性部分と第2の導電性部分との境界線の位置に、段差が存在しない。そのため、本導電性部材によれば、導電性部材の特定の箇所(例えば、孔端部対向部)に応力が集中することを効果的に抑制することができ、導電性部材の特定の箇所においてひび割れが発生することを効果的に抑制することができる。 (2) In the conductive member, the width of the first conductive portion and the width of the second conductive portion on the virtual line segment may be equal to each other. In this conductive member, there is no step at the position of the boundary line between the first conductive portion and the second conductive portion. Therefore, according to the present conductive member, it is possible to effectively suppress the concentration of stress in a specific portion of the conductive member (for example, a portion facing the hole end), and in a specific portion of the conductive member. It is possible to effectively suppress the occurrence of cracks.

(3)上記導電性部材において、前記第1の導電性部分と前記第2の導電性部分とのそれぞれは、Crを含有する板状の金属部材と、前記金属部材の表面に形成され、前記金属部材からのCrの拡散を抑制する被覆層と、を有する構成としてもよい。本導電性部材によれば、金属部材の特定の箇所(例えば、孔端部対向部を構成する部分)において、被覆層にひび割れが発生することを抑制することができる。従って、本導電性部材によれば、被覆層によって金属部材からのCrの拡散を効果的に抑制することができる。 (3) In the conductive member, each of the first conductive portion and the second conductive portion is formed on a plate-shaped metal member containing Cr and the surface of the metal member, and the said. It may be configured to have a coating layer that suppresses the diffusion of Cr from the metal member. According to the present conductive member, it is possible to suppress the occurrence of cracks in the coating layer at a specific portion of the metal member (for example, a portion constituting the hole end facing portion). Therefore, according to the present conductive member, the diffusion of Cr from the metal member can be effectively suppressed by the coating layer.

(4)上記導電性部材において、以下の式(1)を満たす構成としてもよい。
2×ta < ΔWa/2 < Wam/2 ・・・(1)
ただし、
Wam:前記境界線から前記境界線に直交する方向に前記第2の導電性部分の表面に沿って距離L1だけ離れた第1の位置における前記第2の導電性部分を構成する前記金属部材の幅(以下、「距離L1の位置における幅Wam」という)
ΔWa:前記境界線から前記第2の方向に前記距離L1だけ離れた位置における前記金属部材の開口幅Waoから、前記幅(距離L1の位置における幅)Wamを差し引いた差分(Wao-Wam)
ta:前記第1の位置における前記被覆層の厚さ
本導電性部材によれば、第2の導電性部分を構成する金属部材の幅(距離L1の位置における幅)Wamを比較的大きくすることができ、かつ、金属部材の表面に被覆層を形成しても部材(部位)同士の干渉の発生を抑制することができる。従って、本導電性部材によれば、第2の導電性部分を構成する金属部材の幅(距離L1の位置における幅)Wamが小さくなることに伴って導電性部材による集電機能が低下することを回避しつつ、部材(部位)同士の干渉に起因する被覆層の剥離や部材の破損等の発生を抑制することができる。
(4) The conductive member may be configured to satisfy the following formula (1).
2 × ta <ΔWa / 2 <Wam / 2 ・ ・ ・ (1)
however,
Wam: Of the metal member constituting the second conductive portion at a first position separated by a distance L1 along the surface of the second conductive portion in a direction orthogonal to the boundary line from the boundary line. Width (hereinafter referred to as "width Wam at the position of distance L1")
ΔWa: Difference (Wao-Wam) obtained by subtracting the width (width at the position of the distance L1) Wam from the opening width Wao of the metal member at a position separated by the distance L1 from the boundary line in the second direction.
ta: Thickness of the coating layer at the first position According to the present conductive member, the width (width at the position of the distance L1) Wam of the metal member constituting the second conductive portion is relatively large. Moreover, even if a coating layer is formed on the surface of the metal member, it is possible to suppress the occurrence of interference between the members (sites). Therefore, according to the present conductive member, the current collecting function of the conductive member deteriorates as the width (width at the position of the distance L1) Wam of the metal member constituting the second conductive portion becomes smaller. It is possible to suppress the occurrence of peeling of the coating layer and damage to the members due to interference between the members (parts) while avoiding the above.

(5)上記導電性部材において、以下の式(2)および式(3)を満たす構成としてもよい。
ΔWb/2 < Wbm/2 ・・・(2)
Σtb < D ・・・(3)
ただし、
Wbm:前記第2の導電性部分を、前記境界線を基準として、前記第1の導電性部分に略平行な姿勢となるように回転させた仮想状態において、前記境界線から前記第2の方向に距離L2だけ離れた第2の位置における前記第2の導電性部分を構成する前記金属部材の幅(以下、「距離L2の位置における幅Wbm」という)
ΔWb:前記仮想状態において、前記第2の位置における前記第1の孔部分を構成する前記金属部材の開口幅Wboから、前記幅(距離L2の位置における幅)Wbmを差し引いた差分(Wbo-Wbm)
D:前記仮想状態において、前記第2の位置における前記第3の方向の前記第2の導電性部分を構成する前記金属部材の外周上の点から前記貫通孔を形成する前記第1の導電性部分の内周までの最短距離
Σtb:前記最短距離の両端の位置における前記被覆層の厚さの和
本導電性部材によれば、金属部材を曲げ加工により製造する場合において、第2の導電性部分232を構成する金属部材の幅(距離L2の位置における幅)Wbmを比較的大きくすることができ、かつ、金属部材の表面に被覆層を均一に形成することができる。従って、本導電性部材によれば、第2の導電性部分232を構成する金属部材の幅(距離L2の位置における幅)Wbmが小さくなることに伴って導電性部材による集電機能が低下することを回避しつつ、被覆層によって金属部材からのCrの拡散を効果的に抑制することができる。
(5) The conductive member may be configured to satisfy the following formulas (2) and (3).
ΔWb / 2 <Wbm / 2 ... (2)
Σtb <D ... (3)
however,
Wbm: In a virtual state in which the second conductive portion is rotated so as to have a posture substantially parallel to the first conductive portion with reference to the boundary line, the second direction from the boundary line. The width of the metal member constituting the second conductive portion at the second position separated by the distance L2 (hereinafter, referred to as "width Wbm at the position of the distance L2").
ΔWb: Difference (Wbo-Wbm) obtained by subtracting the width (width at the position of the distance L2) Wbm from the opening width Wbo of the metal member constituting the first hole portion in the second position in the virtual state. )
D: In the virtual state, the first conductivity forming the through hole from a point on the outer periphery of the metal member constituting the second conductive portion in the third direction at the second position. Shortest distance to the inner circumference of the portion Σtb: The sum of the thickness of the coating layer at the positions at both ends of the shortest distance According to this conductive member, the second conductivity is obtained when the metal member is manufactured by bending. The width (width at the position of the distance L2) Wbm of the metal member constituting the portion 232 can be made relatively large, and the coating layer can be uniformly formed on the surface of the metal member. Therefore, according to the present conductive member, the current collecting function of the conductive member is lowered as the width (width at the position of the distance L2) Wbm of the metal member constituting the second conductive portion 232 becomes smaller. While avoiding this, the coating layer can effectively suppress the diffusion of Cr from the metal member.

(6)上記導電性部材において、前記被覆層は、スピネル型酸化物とペロブスカイト型酸化物との少なくとも一方を含む構成としてもよい。本導電性部材によれば、被覆層によって金属部材からのCrの拡散を効果的に抑制することができる。 (6) In the conductive member, the coating layer may be configured to contain at least one of a spinel-type oxide and a perovskite-type oxide. According to the present conductive member, the diffusion of Cr from the metal member can be effectively suppressed by the coating layer.

(7)上記導電性部材において、前記第2の孔部分を形成する角部の内、前記第3の方向において前記第3の孔部分に最も近い角部と、前記第3の孔部分を形成する角部の内、前記第3の方向において前記第2の孔部分に最も近い角部と、の少なくとも一方は、R形状である構成としてもよい。第2の孔部分を形成する角部の内、第3の方向において第3の孔部分に最も近い角部、および、第3の孔部分を形成する角部の内、第3の方向において第2の孔部分に最も近い角部は、導電性部材における上記孔端部対向部である。本導電性部材では、導電性部材における上記孔端部対向部がR形状であるため、応力が集中することを極めて効果的に抑制することができ、ひび割れが発生することを極めて効果的に抑制することができる。 (7) In the conductive member, among the corner portions forming the second hole portion, the corner portion closest to the third hole portion in the third direction and the third hole portion are formed. At least one of the corner portions closest to the second hole portion in the third direction may be R-shaped. Among the corners forming the second hole portion, the corner portion closest to the third hole portion in the third direction, and the corner portion forming the third hole portion, the third in the third direction. The corner portion closest to the hole portion of 2 is the hole end facing portion in the conductive member. In this conductive member, since the portion facing the hole end of the conductive member has an R shape, it is possible to extremely effectively suppress the concentration of stress and extremely effectively suppress the occurrence of cracks. can do.

(8)上記導電性部材において、前記導電性部材は、固体酸化物形の電気化学反応単位用の導電性部材である構成としてもよい。本導電性部材によれば、固体酸化物形の電気化学反応単位用の導電性部材の特定の箇所においてひび割れが発生することを抑制することができる。 (8) In the conductive member, the conductive member may be configured to be a solid oxide type electrochemical reaction unit. According to this conductive member, it is possible to suppress the occurrence of cracks at a specific portion of the conductive member for a solid oxide type electrochemical reaction unit.

(9)本明細書に開示される電気化学反応単位は、固体酸化物を含む電解質層と前記電解質層を挟んで第1の方向に互いに対向する空気極および燃料極とを含む電気化学反応単セルと、前記電気化学反応単セルに対して前記第1の方向の一方側に配置され、前記空気極または前記燃料極に電気的に接続された集電部材として機能する上記導電性部材と、を備える。本電気化学反応単位によれば、集電部材として機能する導電性部材の特定の箇所においてひび割れが発生することを抑制することができる。 (9) The electrochemical reaction unit disclosed in the present specification is an electrochemical reaction unit including an electrolyte layer containing a solid oxide and an air electrode and a fuel electrode facing each other in the first direction across the electrolyte layer. The cell and the conductive member arranged on one side of the first direction with respect to the electrochemical reaction single cell and functioning as a current collecting member electrically connected to the air electrode or the fuel electrode. To prepare for. According to the present electrochemical reaction unit, it is possible to suppress the occurrence of cracks at a specific portion of the conductive member that functions as a current collector member.

(10)上記電気化学反応単位において、前記電気化学反応単位は、燃料電池発電単位である構成としてもよい。本電気化学反応単位によれば、燃料電池発電単位用の集電部材として機能する導電性部材の特定の箇所においてひび割れが発生することを抑制することができる。 (10) In the electrochemical reaction unit, the electrochemical reaction unit may be configured to be a fuel cell power generation unit. According to the present electrochemical reaction unit, it is possible to suppress the occurrence of cracks at a specific portion of the conductive member that functions as a current collecting member for the fuel cell power generation unit.

(11)本明細書に開示される電気化学反応セルスタックにおいて、前記第1の方向に並べて配置された複数の電気化学反応単位を備える電気化学反応セルスタックにおいて、前記複数の電気化学反応単位の少なくとも1つは、上記電気化学反応単位である。本電気化学反応セルスタックによれば、電気化学反応セルスタックを構成する少なくとも1つの電気化学反応単位に含まれる導電性部材の特定の箇所においてひび割れが発生することを抑制することができる。 (11) In the electrochemical reaction cell stack disclosed in the present specification, in the electrochemical reaction cell stack including a plurality of electrochemical reaction units arranged side by side in the first direction, the plurality of electrochemical reaction units are used. At least one is the electrochemical reaction unit. According to the present electrochemical reaction cell stack, it is possible to suppress the occurrence of cracks at specific points of the conductive member included in at least one electrochemical reaction unit constituting the electrochemical reaction cell stack.

なお、本明細書に開示される技術は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、導電性部材、導電性部材と電気化学反応単セル(燃料電池単セルまたは電解単セル)とを備える電気化学反応単位(燃料電池発電単位または電解セル単位)、複数の電気化学反応単位を備える電気化学反応セルスタック(燃料電池スタックまたは電解セルスタック)、それらの製造方法等の形態で実現することが可能である。 The technique disclosed in the present specification can be realized in various forms, for example, a conductive member, a conductive member and an electrochemical reaction single cell (fuel cell single cell or electrolytic single cell). It is realized in the form of an electrochemical reaction unit (fuel cell power generation unit or electrolytic cell unit), an electrochemical reaction cell stack (fuel cell stack or electrolytic cell stack) having a plurality of electrochemical reaction units, a method for manufacturing them, and the like. It is possible.

本実施形態における燃料電池スタック100の外観構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the appearance structure of the fuel cell stack 100 in this embodiment. 図1のII-IIの位置における燃料電池スタック100のXZ断面構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the XZ cross-sectional structure of the fuel cell stack 100 at the position of II-II of FIG. 図1のIII-IIIの位置における燃料電池スタック100のYZ断面構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the YZ cross-sectional structure of the fuel cell stack 100 at the position of III-III of FIG. 図2に示す断面と同一の位置における互いに隣接する2つの発電単位102のXZ断面構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the XZ cross section composition of two power generation units 102 adjacent to each other at the same position as the cross section shown in FIG. 図3に示す断面と同一の位置における互いに隣接する2つの発電単位102のYZ断面構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the YZ cross section configuration of two power generation units 102 adjacent to each other at the same position as the cross section shown in FIG. 図4および図5のVI-VIの位置における発電単位102のXY断面構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the XY cross-sectional structure of the power generation unit 102 at the position of VI-VI of FIG. 4 and FIG. 図4および図5のVII-VIIの位置における発電単位102のXY断面構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the XY cross-sectional structure of the power generation unit 102 at the position of VII-VII of FIG. 4 and FIG. 空気極側集電部材200の製造方法の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the manufacturing method of the air electrode side current collector member 200. 空気極側集電部材200の製造方法の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the manufacturing method of the air electrode side current collector member 200. 空気極側集電部材200の製造方法の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the manufacturing method of the air electrode side current collector member 200. 空気極側集電部材200の製造方法の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the manufacturing method of the air electrode side current collector member 200. 本実施形態における空気極側集電部材200の詳細構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the detailed structure of the air electrode side current collector member 200 in this embodiment. 本実施形態における空気極側集電部材200の詳細構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the detailed structure of the air electrode side current collector member 200 in this embodiment. 空気極側集電部材200の第2の導電性部分232を境界線BLを基準として第1の導電性部分231に略平行な姿勢となるように回転させた仮想状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the virtual state which rotated the 2nd conductive part 232 of the air electrode side current collector member 200 so that it may have the posture substantially parallel to the 1st conductive part 231 with respect to the boundary line BL. 比較例における空気極側集電部材200Xの構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the air electrode side current collector member 200X in the comparative example. 本実施形態における燃料極側集電部材300の詳細構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the detailed structure of the fuel pole side current collector member 300 in this embodiment. 変形例における空気極側集電部材200の詳細構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the detailed structure of the air electrode side current collector member 200 in the modification. 変形例における空気極側集電部材200の詳細構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the detailed structure of the air electrode side current collector member 200 in the modification. 変形例における空気極側集電部材200の第2の導電性部分232を境界線BLを基準として第1の導電性部分231に略平行な姿勢となるように回転させた仮想状態を示す説明図である。Explanatory drawing which shows the virtual state which rotated the 2nd conductive part 232 of the air electrode side current collector member 200 in the modification so that it may have the posture substantially parallel to the 1st conductive part 231 with respect to the boundary line BL. Is.

A.実施形態:
A-1.構成:
(燃料電池スタック100の構成)
図1は、本実施形態における燃料電池スタック100の外観構成を示す斜視図であり、図2は、図1(および後述する図6,7)のII-IIの位置における燃料電池スタック100のXZ断面構成を示す説明図であり、図3は、図1(および後述する図6,7)のIII-IIIの位置における燃料電池スタック100のYZ断面構成を示す説明図である。各図には、方向を特定するための互いに直交するXYZ軸が示されている。本明細書では、便宜的に、Z軸正方向を上方向と呼び、Z軸負方向を下方向と呼ぶものとするが、燃料電池スタック100は実際にはそのような向きとは異なる向きで設置されてもよい。図4以降についても同様である。
A. Embodiment:
A-1. Constitution:
(Structure of fuel cell stack 100)
FIG. 1 is a perspective view showing an external configuration of the fuel cell stack 100 in the present embodiment, and FIG. 2 is an XZ of the fuel cell stack 100 at the position II-II in FIG. 1 (and FIGS. 6 and 7 described later). It is explanatory drawing which shows the cross-sectional structure, and FIG. 3 is an explanatory view which shows the YZ cross-sectional structure of the fuel cell stack 100 at the position of III-III of FIG. 1 (and FIGS. 6 and 7 which will be described later). Each figure shows XYZ axes that are orthogonal to each other to identify the direction. In the present specification, for convenience, the Z-axis positive direction is referred to as an upward direction, and the Z-axis negative direction is referred to as a downward direction, but the fuel cell stack 100 is actually in a direction different from such an orientation. It may be installed. The same applies to FIGS. 4 and later.

燃料電池スタック100は、複数の(本実施形態では7つの)燃料電池発電単位(以下、単に「発電単位」という)102と、一対のエンドプレート104,106とを備える。7つの発電単位102は、所定の配列方向(本実施形態では上下方向)に並べて配置されている。一対のエンドプレート104,106は、7つの発電単位102から構成される集合体を上下から挟むように配置されている。なお、上記配列方向(上下方向)は、特許請求の範囲における第1の方向に相当する。 The fuel cell stack 100 includes a plurality of (seven in this embodiment) fuel cell power generation unit (hereinafter, simply referred to as “power generation unit”) 102, and a pair of end plates 104 and 106. The seven power generation units 102 are arranged side by side in a predetermined arrangement direction (vertical direction in this embodiment). The pair of end plates 104 and 106 are arranged so as to sandwich an aggregate composed of seven power generation units 102 from above and below. The arrangement direction (vertical direction) corresponds to the first direction in the claims.

燃料電池スタック100を構成する各層(発電単位102、エンドプレート104,106)のZ方向回りの周縁部には、上下方向に貫通する複数の(本実施形態では8つの)孔が形成されており、各層に形成され互いに対応する孔同士が上下方向に連通して、一方のエンドプレート104から他方のエンドプレート106にわたって上下方向に延びる連通孔108を構成している。以下の説明では、連通孔108を構成するために燃料電池スタック100の各層に形成された孔も、連通孔108と呼ぶ場合がある。 A plurality of holes (eight in this embodiment) penetrating in the vertical direction are formed on the peripheral edge of each layer (power generation unit 102, end plates 104, 106) constituting the fuel cell stack 100 around the Z direction. , The holes formed in each layer and corresponding to each other communicate with each other in the vertical direction to form a communication hole 108 extending in the vertical direction from one end plate 104 to the other end plate 106. In the following description, the holes formed in each layer of the fuel cell stack 100 to form the communication holes 108 may also be referred to as communication holes 108.

各連通孔108には上下方向に延びるボルト22が挿通されており、ボルト22とボルト22の両側に嵌められたナット24とによって、燃料電池スタック100は締結されている。なお、図2および図3に示すように、ボルト22の一方の側(上側)に嵌められたナット24と燃料電池スタック100の上端を構成するエンドプレート104の上側表面との間、および、ボルト22の他方の側(下側)に嵌められたナット24と燃料電池スタック100の下端を構成するエンドプレート106の下側表面との間には、絶縁シート26が介在している。ただし、後述のガス通路部材27が設けられた箇所では、ナット24とエンドプレート106の表面との間に、ガス通路部材27とガス通路部材27の上側および下側のそれぞれに配置された絶縁シート26とが介在している。絶縁シート26は、例えばマイカシートや、セラミック繊維シート、セラミック圧粉シート、ガラスシート、ガラスセラミック複合剤等により構成される。 A bolt 22 extending in the vertical direction is inserted into each communication hole 108, and the fuel cell stack 100 is fastened by the bolt 22 and the nuts 24 fitted on both sides of the bolt 22. As shown in FIGS. 2 and 3, between the nut 24 fitted on one side (upper side) of the bolt 22 and the upper surface of the end plate 104 constituting the upper end of the fuel cell stack 100, and the bolt. An insulating sheet 26 is interposed between the nut 24 fitted on the other side (lower side) of the 22 and the lower surface of the end plate 106 constituting the lower end of the fuel cell stack 100. However, in the place where the gas passage member 27 described later is provided, the insulating sheets arranged on the upper side and the lower side of the gas passage member 27 and the gas passage member 27 between the nut 24 and the surface of the end plate 106, respectively. 26 is intervening. The insulating sheet 26 is made of, for example, a mica sheet, a ceramic fiber sheet, a ceramic dust sheet, a glass sheet, a glass-ceramic composite agent, or the like.

各ボルト22の軸部の外径は各連通孔108の内径より小さい。そのため、各ボルト22の軸部の外周面と各連通孔108の内周面との間には、空間が確保されている。図1および図2に示すように、燃料電池スタック100のZ方向回りの外周における1つの辺(Y軸に平行な2つの辺の内のX軸正方向側の辺)の中点付近に位置するボルト22(ボルト22A)と、そのボルト22Aが挿通された連通孔108とにより形成された空間は、燃料電池スタック100の外部から酸化剤ガスOGが導入され、その酸化剤ガスOGを各発電単位102に供給するガス流路である酸化剤ガス導入マニホールド161として機能し、該辺の反対側の辺(Y軸に平行な2つの辺の内のX軸負方向側の辺)の中点付近に位置するボルト22(ボルト22B)と、そのボルト22Bが挿通された連通孔108とにより形成された空間は、各発電単位102の空気室166から排出されたガスである酸化剤オフガスOOGを燃料電池スタック100の外部へと排出する酸化剤ガス排出マニホールド162として機能する。なお、本実施形態では、酸化剤ガスOGとして、例えば空気が使用される。 The outer diameter of the shaft portion of each bolt 22 is smaller than the inner diameter of each communication hole 108. Therefore, a space is secured between the outer peripheral surface of the shaft portion of each bolt 22 and the inner peripheral surface of each communication hole 108. As shown in FIGS. 1 and 2, the position is near the midpoint of one side (the side on the positive side of the X axis among the two sides parallel to the Y axis) on the outer circumference of the fuel cell stack 100 around the Z direction. In the space formed by the bolt 22 (bolt 22A) and the communication hole 108 through which the bolt 22A is inserted, the oxidant gas OG is introduced from the outside of the fuel cell stack 100, and the oxidant gas OG is generated for each power generation. It functions as an oxidizer gas introduction manifold 161 that is a gas flow path supplied to the unit 102, and is the midpoint of the side opposite to the side (the side on the negative side of the X axis among the two sides parallel to the Y axis). The space formed by the bolt 22 (bolt 22B) located in the vicinity and the communication hole 108 through which the bolt 22B is inserted provides the oxidant off-gas OOG, which is the gas discharged from the air chamber 166 of each power generation unit 102. It functions as an oxidizer gas discharge manifold 162 that discharges to the outside of the fuel cell stack 100. In this embodiment, for example, air is used as the oxidant gas OG.

また、図1および図3に示すように、燃料電池スタック100のZ方向回りの外周における1つの辺(X軸に平行な2つの辺の内のY軸正方向側の辺)の中点付近に位置するボルト22(ボルト22D)と、そのボルト22Dが挿通された連通孔108とにより形成された空間は、燃料電池スタック100の外部から燃料ガスFGが導入され、その燃料ガスFGを各発電単位102に供給する燃料ガス導入マニホールド171として機能し、該辺の反対側の辺(X軸に平行な2つの辺の内のY軸負方向側の辺)の中点付近に位置するボルト22(ボルト22E)と、そのボルト22Eが挿通された連通孔108とにより形成された空間は、各発電単位102の燃料室176から排出されたガスである燃料オフガスFOGを燃料電池スタック100の外部へと排出する燃料ガス排出マニホールド172として機能する。なお、本実施形態では、燃料ガスFGとして、例えば都市ガスを改質した水素リッチなガスが使用される。 Further, as shown in FIGS. 1 and 3, the vicinity of the midpoint of one side (the side on the positive side of the Y axis among the two sides parallel to the X axis) on the outer circumference of the fuel cell stack 100 around the Z direction. In the space formed by the bolt 22 (bolt 22D) located at the center and the communication hole 108 through which the bolt 22D is inserted, the fuel gas FG is introduced from the outside of the fuel cell stack 100, and the fuel gas FG is generated for each power generation. A bolt 22 that functions as a fuel gas introduction manifold 171 to be supplied to the unit 102 and is located near the midpoint of the opposite side (the side on the negative side of the Y axis among the two sides parallel to the X axis). The space formed by (bolt 22E) and the communication hole 108 through which the bolt 22E is inserted causes the fuel off-gas FOG, which is the gas discharged from the fuel chamber 176 of each power generation unit 102, to the outside of the fuel cell stack 100. It functions as a fuel gas discharge manifold 172 to be discharged. In this embodiment, as the fuel gas FG, for example, a hydrogen-rich gas obtained by reforming a city gas is used.

燃料電池スタック100には、4つのガス通路部材27が設けられている。各ガス通路部材27は、中空筒状の本体部28と、本体部28の側面から分岐した中空筒状の分岐部29とを有している。分岐部29の孔は本体部28の孔と連通している。各ガス通路部材27の分岐部29には、ガス配管(図示せず)が接続される。また、図2に示すように、酸化剤ガス導入マニホールド161を形成するボルト22Aの位置に配置されたガス通路部材27の本体部28の孔は、酸化剤ガス導入マニホールド161に連通しており、酸化剤ガス排出マニホールド162を形成するボルト22Bの位置に配置されたガス通路部材27の本体部28の孔は、酸化剤ガス排出マニホールド162に連通している。また、図3に示すように、燃料ガス導入マニホールド171を形成するボルト22Dの位置に配置されたガス通路部材27の本体部28の孔は、燃料ガス導入マニホールド171に連通しており、燃料ガス排出マニホールド172を形成するボルト22Eの位置に配置されたガス通路部材27の本体部28の孔は、燃料ガス排出マニホールド172に連通している。 The fuel cell stack 100 is provided with four gas passage members 27. Each gas passage member 27 has a hollow cylindrical main body portion 28 and a hollow cylindrical branch portion 29 branched from the side surface of the main body portion 28. The hole of the branch portion 29 communicates with the hole of the main body portion 28. A gas pipe (not shown) is connected to the branch portion 29 of each gas passage member 27. Further, as shown in FIG. 2, the hole of the main body 28 of the gas passage member 27 arranged at the position of the bolt 22A forming the oxidant gas introduction manifold 161 communicates with the oxidant gas introduction manifold 161. The hole of the main body 28 of the gas passage member 27 arranged at the position of the bolt 22B forming the oxidant gas discharge manifold 162 communicates with the oxidant gas discharge manifold 162. Further, as shown in FIG. 3, the hole of the main body 28 of the gas passage member 27 arranged at the position of the bolt 22D forming the fuel gas introduction manifold 171 communicates with the fuel gas introduction manifold 171 and fuel gas. The hole of the main body 28 of the gas passage member 27 arranged at the position of the bolt 22E forming the discharge manifold 172 communicates with the fuel gas discharge manifold 172.

(エンドプレート104,106の構成)
一対のエンドプレート104,106は、略矩形の平板形状の導電性部材であり、例えばステンレスにより形成されている。一方のエンドプレート104は、最も上に位置する発電単位102の上側に配置され、他方のエンドプレート106は、最も下に位置する発電単位102の下側に配置されている。一対のエンドプレート104,106によって複数の発電単位102が押圧された状態で挟持されている。上側のエンドプレート104は、燃料電池スタック100のプラス側の出力端子として機能し、下側のエンドプレート106は、燃料電池スタック100のマイナス側の出力端子として機能する。
(Structure of end plates 104 and 106)
The pair of end plates 104 and 106 are substantially rectangular flat plate-shaped conductive members, and are made of, for example, stainless steel. One end plate 104 is located above the power generation unit 102 located at the top, and the other end plate 106 is located below the power generation unit 102 located at the bottom. A plurality of power generation units 102 are sandwiched by a pair of end plates 104 and 106 in a pressed state. The upper end plate 104 functions as a positive output terminal of the fuel cell stack 100, and the lower end plate 106 functions as a negative output terminal of the fuel cell stack 100.

(発電単位102の構成)
図4は、図2に示す断面と同一の位置における複数の発電単位102のXZ断面構成を示す説明図であり、図5は、図3に示す断面と同一の位置における複数の発電単位102のYZ断面構成を示す説明図である。図5の上部には、発電単位102の一部分のYZ断面構成が拡大して示されている。また、図6は、図4および図5のVI-VIの位置における発電単位102のXY断面構成を示す説明図であり、図7は、図4および図5のVII-VIIの位置における発電単位102のXY断面構成を示す説明図である。
(Structure of power generation unit 102)
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an XZ cross-sectional configuration of a plurality of power generation units 102 at the same position as the cross section shown in FIG. 2, and FIG. 5 is an explanatory view of the plurality of power generation units 102 at the same position as the cross section shown in FIG. It is explanatory drawing which shows the cross-sectional structure of YZ. In the upper part of FIG. 5, the YZ cross-sectional structure of a part of the power generation unit 102 is enlarged and shown. Further, FIG. 6 is an explanatory diagram showing an XY cross-sectional configuration of the power generation unit 102 at the position of VI-VI of FIGS. 4 and 5, and FIG. 7 is a power generation unit at the position of VII-VII of FIGS. 4 and 5. It is explanatory drawing which shows the XY cross-sectional structure of 102.

図4および図5に示すように、発電単位102は、単セル110と、セパレータ120と、空気極側フレーム130と、空気極側集電部材200と、燃料極側フレーム140と、燃料極側集電部材300と、発電単位102の最上層および最下層を構成する一対のインターコネクタ150とを備えている。セパレータ120、空気極側フレーム130、燃料極側フレーム140、インターコネクタ150におけるZ方向回りの周縁部には、上述したボルト22が挿通される連通孔108に対応する孔が形成されている。 As shown in FIGS. 4 and 5, the power generation unit 102 includes a single cell 110, a separator 120, an air pole side frame 130, an air pole side current collector 200, a fuel pole side frame 140, and a fuel pole side. It includes a current collector member 300 and a pair of interconnectors 150 that form the uppermost layer and the lowermost layer of the power generation unit 102. A hole corresponding to the communication hole 108 through which the bolt 22 described above is inserted is formed in the peripheral portion of the separator 120, the air pole side frame 130, the fuel pole side frame 140, and the interconnector 150 in the Z direction.

インターコネクタ150は、略矩形の平板形状の導電性部材であり、例えばフェライト系ステンレスにより形成されている。インターコネクタ150は、発電単位102間の電気的導通を確保すると共に、発電単位102間での反応ガスの混合を防止する。なお、本実施形態では、2つの発電単位102が隣接して配置されている場合、1つのインターコネクタ150は、隣接する2つの発電単位102に共有されている。すなわち、ある発電単位102における上側のインターコネクタ150は、その発電単位102の上側に隣接する他の発電単位102における下側のインターコネクタ150と同一部材である。また、燃料電池スタック100は一対のエンドプレート104,106を備えているため、燃料電池スタック100において最も上に位置する発電単位102は上側のインターコネクタ150を備えておらず、最も下に位置する発電単位102は下側のインターコネクタ150を備えていない(図2および図3参照)。 The interconnector 150 is a substantially rectangular flat plate-shaped conductive member, and is made of, for example, ferritic stainless steel. The interconnector 150 ensures electrical conduction between the power generation units 102 and prevents mixing of the reaction gas between the power generation units 102. In this embodiment, when two power generation units 102 are arranged adjacent to each other, one interconnector 150 is shared by two adjacent power generation units 102. That is, the upper interconnector 150 in one power generation unit 102 is the same member as the lower interconnector 150 in another power generation unit 102 adjacent to the upper side of the power generation unit 102. Further, since the fuel cell stack 100 includes a pair of end plates 104 and 106, the power generation unit 102 located at the top of the fuel cell stack 100 does not have the upper interconnector 150 and is located at the bottom. The power generation unit 102 does not include the lower interconnector 150 (see FIGS. 2 and 3).

また、図5の部分拡大図に示すように、本実施形態では、インターコネクタ150における空気極114に対向する側の表面は、導電性の被覆層152により覆われている。被覆層152は、例えば、スピネル型酸化物(例えば、Mn1.5Co1.5やMnCo、ZnCo、ZnMn、ZnMnCoO、CuMn等)やペロブスカイト型酸化物(例えば、LaやSrを含有する複合酸化物)を含むように構成されている。以下の説明では、特記しない限り、インターコネクタ150は、「被覆層152に覆われたインターコネクタ150」を意味する。 Further, as shown in the partially enlarged view of FIG. 5, in the present embodiment, the surface of the interconnector 150 on the side facing the air electrode 114 is covered with the conductive coating layer 152. The coating layer 152 includes, for example, spinel-type oxides (for example, Mn 1.5 Co 1.5 O 4 and Mn Co 2 O 4 , ZnCo 2 O 4 , ZnMn 2 O 4 , ZnMnCoO 4 , CuMn 2 O 4 and the like) and the like. It is configured to contain a perovskite-type oxide (for example, a composite oxide containing La or Sr). In the following description, unless otherwise specified, the interconnector 150 means "interconnector 150 covered with a coating layer 152".

単セル110は、電解質層112と、電解質層112の上下方向(第1の方向)の一方側(下側)に配置された燃料極(アノード)116と、電解質層112の上下方向の他方側(上側)に配置された空気極(カソード)114とを備える。なお、本実施形態の単セル110は、燃料極116で単セル110を構成する他の層(電解質層112、空気極114)を支持する燃料極支持形の単セルである。 The single cell 110 has an electrolyte layer 112, a fuel electrode (anode) 116 arranged on one side (lower side) of the electrolyte layer 112 in the vertical direction (first direction), and the other side in the vertical direction of the electrolyte layer 112. It is provided with an air electrode (cathode) 114 arranged on the (upper side). The single cell 110 of the present embodiment is a fuel pole support type single cell that supports other layers (electrolyte layer 112, air pole 114) constituting the single cell 110 with the fuel pole 116.

電解質層112は、Z方向視で略矩形の平板形状部材であり、緻密な層である。電解質層112は、例えば、YSZ(イットリア安定化ジルコニア)、ScSZ(スカンジア安定化ジルコニア)、SDC(サマリウムドープセリア)、GDC(ガドリニウムドープセリア)、ペロブスカイト型酸化物等の固体酸化物により形成されている。すなわち、本実施形態の単セル110(発電単位102)は、電解質として固体酸化物を用いる固体酸化物形燃料電池(SOFC)である。 The electrolyte layer 112 is a flat plate-shaped member having a substantially rectangular shape in the Z direction, and is a dense layer. The electrolyte layer 112 is formed of, for example, a solid oxide such as YSZ (yttria-stabilized zirconia), ScSZ (scandia-stabilized zirconia), SDC (samarium-doped ceria), GDC (gadolinium-doped ceria), and perovskite-type oxide. There is. That is, the single cell 110 (power generation unit 102) of the present embodiment is a solid oxide fuel cell (SOFC) that uses a solid oxide as an electrolyte.

空気極114は、Z方向視で電解質層112より小さい略矩形の平板形状部材であり、多孔質な層である。空気極114は、例えば、ペロブスカイト型酸化物(例えばLSCF(ランタンストロンチウムコバルト鉄酸化物)、LSM(ランタンストロンチウムマンガン酸化物)、LNF(ランタンニッケル鉄))により形成されている。 The air electrode 114 is a substantially rectangular flat plate-shaped member smaller than the electrolyte layer 112 in the Z direction, and is a porous layer. The air electrode 114 is formed of, for example, a perovskite-type oxide (for example, LSCF (lanternstrontium cobalt iron oxide), LSM (lanternstrontium manganese oxide), LNF (lantern nickel iron)).

燃料極116は、Z方向視で電解質層112と略同一の大きさの略矩形の平板形状部材であり、多孔質な層である。燃料極116は、例えば、Niと酸化物イオン伝導性セラミックス粒子(例えば、YSZ)とからなるサーメットにより形成されている。 The fuel electrode 116 is a substantially rectangular flat plate-shaped member having substantially the same size as the electrolyte layer 112 in the Z direction, and is a porous layer. The fuel electrode 116 is formed of, for example, a cermet composed of Ni and oxide ion conductive ceramic particles (for example, YSZ).

セパレータ120は、中央付近に上下方向に貫通する略矩形の孔121が形成されたフレーム状の部材であり、例えば、金属により形成されている。セパレータ120における孔121の周囲部分は、電解質層112における空気極114の側の表面の周縁部に対向している。セパレータ120は、その対向した部分に配置されたロウ材(例えばAgロウ)により形成された接合部124により、電解質層112(単セル110)と接合されている。セパレータ120により、空気極114に面する空気室166と燃料極116に面する燃料室176とが区画され、単セル110の周縁部における一方の電極側から他方の電極側へのガスのリークが抑制される。 The separator 120 is a frame-shaped member in which a substantially rectangular hole 121 penetrating in the vertical direction is formed near the center, and is formed of, for example, metal. The peripheral portion of the hole 121 in the separator 120 faces the peripheral edge of the surface of the electrolyte layer 112 on the side of the air electrode 114. The separator 120 is bonded to the electrolyte layer 112 (single cell 110) by a bonding portion 124 formed of a brazing material (for example, Ag wax) arranged at the facing portions thereof. The separator 120 partitions the air chamber 166 facing the air electrode 114 and the fuel chamber 176 facing the fuel electrode 116, and a gas leak from one electrode side to the other electrode side at the peripheral edge of the single cell 110. It is suppressed.

図4~6に示すように、空気極側フレーム130は、中央付近に上下方向に貫通する略矩形の孔131が形成されたフレーム状の部材であり、例えば、マイカ等の絶縁体により形成されている。空気極側フレーム130の孔131は、空気極114に面する空気室166を構成する。空気極側フレーム130は、セパレータ120における電解質層112に対向する側とは反対側の表面の周縁部と、インターコネクタ150における空気極114に対向する側の表面の周縁部とに接触している。また、空気極側フレーム130によって、発電単位102に含まれる一対のインターコネクタ150間が電気的に絶縁される。また、空気極側フレーム130には、酸化剤ガス導入マニホールド161と空気室166とを連通する酸化剤ガス供給連通孔132と、空気室166と酸化剤ガス排出マニホールド162とを連通する酸化剤ガス排出連通孔133とが形成されている。 As shown in FIGS. 4 to 6, the air electrode side frame 130 is a frame-shaped member in which a substantially rectangular hole 131 penetrating in the vertical direction is formed near the center, and is formed of, for example, an insulator such as mica. ing. The hole 131 of the air pole side frame 130 constitutes an air chamber 166 facing the air pole 114. The air electrode side frame 130 is in contact with the peripheral edge of the surface of the separator 120 opposite to the side facing the electrolyte layer 112 and the peripheral edge of the surface of the interconnector 150 facing the air electrode 114. .. Further, the air electrode side frame 130 electrically insulates between the pair of interconnectors 150 included in the power generation unit 102. Further, in the air electrode side frame 130, the oxidant gas supply communication hole 132 that communicates the oxidant gas introduction manifold 161 and the air chamber 166, and the oxidant gas that communicates the air chamber 166 and the oxidant gas discharge manifold 162. A discharge communication hole 133 is formed.

図4,5,7に示すように、燃料極側フレーム140は、中央付近に上下方向に貫通する略矩形の孔141が形成されたフレーム状の部材であり、例えば、金属により形成されている。燃料極側フレーム140の孔141は、燃料極116に面する燃料室176を構成する。燃料極側フレーム140は、セパレータ120における電解質層112に対向する側の表面の周縁部と、インターコネクタ150における燃料極116に対向する側の表面の周縁部とに接触している。また、燃料極側フレーム140には、燃料ガス導入マニホールド171と燃料室176とを連通する燃料ガス供給連通孔142と、燃料室176と燃料ガス排出マニホールド172とを連通する燃料ガス排出連通孔143とが形成されている。 As shown in FIGS. 4, 5 and 7, the fuel pole side frame 140 is a frame-shaped member in which a substantially rectangular hole 141 penetrating in the vertical direction is formed near the center, and is formed of, for example, metal. .. The hole 141 of the fuel electrode side frame 140 constitutes a fuel chamber 176 facing the fuel electrode 116. The fuel electrode side frame 140 is in contact with the peripheral edge of the surface of the separator 120 facing the electrolyte layer 112 and the peripheral edge of the surface of the interconnector 150 facing the fuel electrode 116. Further, in the fuel electrode side frame 140, a fuel gas supply communication hole 142 that communicates the fuel gas introduction manifold 171 and the fuel chamber 176, and a fuel gas discharge communication hole 143 that communicates the fuel chamber 176 and the fuel gas discharge manifold 172. And are formed.

図4,5,7に示すように、燃料極側集電部材300は、燃料室176内に配置されている。燃料極側集電部材300は、例えば、ニッケルやニッケル合金等の導電性材料により形成されている。燃料極側集電部材300は、燃料極116における電解質層112に対向する側とは反対側の表面に接触すると共に、インターコネクタ150における燃料極116に対向する側の表面に接触している。ただし、上述したように、燃料電池スタック100において最も下に位置する発電単位102は下側のインターコネクタ150を備えていないため、当該発電単位102における燃料極側集電部材300は、インターコネクタ150の代わりに下側のエンドプレート106に接触している。燃料極側集電部材300は、このような構成であるため、燃料極116とインターコネクタ150(またはエンドプレート106)とを電気的に接続する。燃料極側集電部材300の構成については、後に詳述する。燃料極側集電部材300は、特許請求の範囲における導電性部材に相当する。 As shown in FIGS. 4, 5 and 7, the fuel electrode side current collector member 300 is arranged in the fuel chamber 176. The fuel electrode side current collector member 300 is formed of, for example, a conductive material such as nickel or a nickel alloy. The fuel pole side current collector member 300 is in contact with the surface of the fuel pole 116 on the side opposite to the side facing the electrolyte layer 112, and is in contact with the surface of the interconnector 150 on the side facing the fuel pole 116. However, as described above, since the power generation unit 102 located at the bottom of the fuel cell stack 100 does not have the lower interconnector 150, the fuel electrode side current collecting member 300 in the power generation unit 102 has the interconnector 150. Is in contact with the lower end plate 106 instead of. Since the fuel electrode side current collector member 300 has such a configuration, the fuel electrode 116 and the interconnector 150 (or the end plate 106) are electrically connected to each other. The configuration of the fuel electrode side current collector member 300 will be described in detail later. The fuel electrode side current collector member 300 corresponds to a conductive member within the scope of claims.

図4~6に示すように、空気極側集電部材200は、空気室166内に配置されている。図5の部分拡大図に示すように、空気極側集電部材200は、金属部材210と、金属部材210の表面に形成された導電性の被覆層220とを備えている。金属部材210は、例えばフェライト系ステンレス等のCrを含有する金属により形成されている。また、金属部材210の最表面側は、Cr酸化物(例えば、Cr(クロミア))を含む酸化被膜層218により構成されている。 As shown in FIGS. 4 to 6, the air electrode side current collector member 200 is arranged in the air chamber 166. As shown in the partially enlarged view of FIG. 5, the air electrode side current collector member 200 includes a metal member 210 and a conductive coating layer 220 formed on the surface of the metal member 210. The metal member 210 is formed of a metal containing Cr such as ferritic stainless steel. Further, the outermost surface side of the metal member 210 is composed of an oxide film layer 218 containing Cr oxide (for example, Cr 2 O 3 (chromia)).

また、被覆層220は、例えば、スピネル型酸化物(例えば、Mn1.5Co1.5、MnCo、ZnCo、ZnMn、ZnMnCoO、CuMn等)やペロブスカイト型酸化物(例えば、LaやSrを含有する複合酸化物)を含むように構成されている。被覆層220は、金属部材210の表面に、略均一の厚さ(例えば、1μm~50μm、好ましくは5μm~30μm)で形成されている。被覆層220は、金属部材210からのCrの拡散を抑制する。これにより、例えば、空気極114のCr被毒の発生が抑制される。 Further, the coating layer 220 may be, for example, a spinel-type oxide (for example, Mn 1.5 Co 1.5 O 4 , MnCo 2 O 4 , ZnCo 2 O 4 , ZnMn 2 O 4 , ZnMnCoO 4 , CuMn 2 O 4 or the like. ) And perovskite-type oxides (for example, composite oxides containing La and Sr). The coating layer 220 is formed on the surface of the metal member 210 with a substantially uniform thickness (for example, 1 μm to 50 μm, preferably 5 μm to 30 μm). The coating layer 220 suppresses the diffusion of Cr from the metal member 210. As a result, for example, the generation of Cr poisoning of the air electrode 114 is suppressed.

空気極側集電部材200は、空気極114における電解質層112に対向する側とは反対側の表面と、インターコネクタ150における空気極114に対向する側の表面とに接触している。ただし、上述したように、燃料電池スタック100において最も上に位置する発電単位102は上側のインターコネクタ150を備えていないため、当該発電単位102における空気極側集電部材200は、インターコネクタ150の代わりに上側のエンドプレート104に接触している。空気極側集電部材200は、このような構成であり、空気極114とインターコネクタ150(またはエンドプレート104)とを電気的に接続する。空気極側集電部材200の構成については、後に詳述する。空気極側集電部材200は、特許請求の範囲における導電性部材に相当する。 The air electrode side current collector 200 is in contact with the surface of the air electrode 114 on the side opposite to the side facing the electrolyte layer 112 and the surface of the interconnector 150 on the side facing the air electrode 114. However, as described above, since the power generation unit 102 located at the top of the fuel cell stack 100 does not have the upper interconnector 150, the air electrode side current collecting member 200 in the power generation unit 102 is the interconnector 150. Instead, it is in contact with the upper end plate 104. The air electrode side current collector member 200 has such a configuration, and electrically connects the air electrode 114 and the interconnector 150 (or the end plate 104). The configuration of the air electrode side current collector 200 will be described in detail later. The air electrode side current collecting member 200 corresponds to a conductive member within the scope of claims.

A-2.燃料電池スタック100の動作:
図2および図4に示すように、酸化剤ガス導入マニホールド161の位置に設けられたガス通路部材27の分岐部29に接続されたガス配管(図示せず)を介して酸化剤ガスOGが供給されると、酸化剤ガスOGは、ガス通路部材27の分岐部29および本体部28の孔を介して酸化剤ガス導入マニホールド161に供給され、酸化剤ガス導入マニホールド161から各発電単位102の酸化剤ガス供給連通孔132を介して、空気室166に供給される。また、図3および図5に示すように、燃料ガス導入マニホールド171の位置に設けられたガス通路部材27の分岐部29に接続されたガス配管(図示せず)を介して燃料ガスFGが供給されると、燃料ガスFGは、ガス通路部材27の分岐部29および本体部28の孔を介して燃料ガス導入マニホールド171に供給され、燃料ガス導入マニホールド171から各発電単位102の燃料ガス供給連通孔142を介して、燃料室176に供給される。
A-2. Operation of fuel cell stack 100:
As shown in FIGS. 2 and 4, the oxidant gas OG is supplied via a gas pipe (not shown) connected to the branch portion 29 of the gas passage member 27 provided at the position of the oxidant gas introduction manifold 161. Then, the oxidant gas OG is supplied to the oxidant gas introduction manifold 161 through the holes of the branch portion 29 and the main body portion 28 of the gas passage member 27, and the oxidant gas introduction manifold 161 oxidizes each power generation unit 102. It is supplied to the air chamber 166 via the agent gas supply communication hole 132. Further, as shown in FIGS. 3 and 5, the fuel gas FG is supplied via a gas pipe (not shown) connected to the branch portion 29 of the gas passage member 27 provided at the position of the fuel gas introduction manifold 171. Then, the fuel gas FG is supplied to the fuel gas introduction manifold 171 through the holes of the branch portion 29 and the main body portion 28 of the gas passage member 27, and the fuel gas supply communication of each power generation unit 102 is performed from the fuel gas introduction manifold 171. It is supplied to the fuel chamber 176 through the hole 142.

各発電単位102の空気室166に酸化剤ガスOGが供給され、燃料室176に燃料ガスFGが供給されると、単セル110において酸化剤ガスOGおよび燃料ガスFGの電気化学反応による発電が行われる。この発電反応は発熱反応である。各発電単位102において、単セル110の空気極114は空気極側集電部材200を介して上側のインターコネクタ150に電気的に接続され、燃料極116は燃料極側集電部材300を介して下側のインターコネクタ150に電気的に接続されている。すなわち、燃料電池スタック100に含まれる複数の発電単位102は、電気的に直列に接続されている。そのため、燃料電池スタック100の出力端子として機能するエンドプレート104,106から、各発電単位102において生成された電気エネルギーが取り出される。なお、SOFCは、比較的高温(例えば700℃から1000℃)で発電が行われることから、起動後、発電により発生する熱で高温が維持できる状態になるまで、燃料電池スタック100が加熱器(図示せず)により加熱されてもよい。 When the oxidant gas OG is supplied to the air chamber 166 of each power generation unit 102 and the fuel gas FG is supplied to the fuel chamber 176, power is generated by the electrochemical reaction of the oxidant gas OG and the fuel gas FG in the single cell 110. Will be. This power generation reaction is an exothermic reaction. In each power generation unit 102, the air pole 114 of the single cell 110 is electrically connected to the upper interconnector 150 via the air pole side current collector member 200, and the fuel pole 116 is connected to the upper interconnector 150 via the fuel pole side current collector member 300. It is electrically connected to the lower interconnector 150. That is, the plurality of power generation units 102 included in the fuel cell stack 100 are electrically connected in series. Therefore, the electric energy generated in each power generation unit 102 is taken out from the end plates 104 and 106 that function as the output terminals of the fuel cell stack 100. Since the SOFC generates electricity at a relatively high temperature (for example, 700 ° C. to 1000 ° C.), the fuel cell stack 100 is a heater (for example, until the high temperature can be maintained by the heat generated by the power generation after the start-up. It may be heated by (not shown).

各発電単位102の空気室166から排出された酸化剤オフガスOOGは、図2および図4に示すように、酸化剤ガス排出連通孔133を介して酸化剤ガス排出マニホールド162に排出され、さらに酸化剤ガス排出マニホールド162の位置に設けられたガス通路部材27の本体部28および分岐部29の孔を経て、当該分岐部29に接続されたガス配管(図示せず)を介して燃料電池スタック100の外部に排出される。また、各発電単位102の燃料室176から排出された燃料オフガスFOGは、図3および図5に示すように、燃料ガス排出連通孔143を介して燃料ガス排出マニホールド172に排出され、さらに燃料ガス排出マニホールド172の位置に設けられたガス通路部材27の本体部28および分岐部29の孔を経て、当該分岐部29に接続されたガス配管(図示しない)を介して燃料電池スタック100の外部に排出される。 As shown in FIGS. 2 and 4, the oxidant off-gas OOG discharged from the air chamber 166 of each power generation unit 102 is discharged to the oxidant gas discharge manifold 162 through the oxidant gas discharge communication hole 133, and further oxidized. The fuel cell stack 100 is passed through the holes of the main body 28 and the branch 29 of the gas passage member 27 provided at the position of the agent gas discharge manifold 162, and the gas pipe (not shown) connected to the branch 29. It is discharged to the outside of. Further, as shown in FIGS. 3 and 5, the fuel off-gas FOG discharged from the fuel chamber 176 of each power generation unit 102 is discharged to the fuel gas discharge manifold 172 through the fuel gas discharge communication hole 143, and further, the fuel gas. To the outside of the fuel cell stack 100 via a gas pipe (not shown) connected to the branch portion 29 through the holes of the main body portion 28 and the branch portion 29 of the gas passage member 27 provided at the position of the discharge manifold 172. It is discharged.

A-3.空気極側集電部材200の詳細説明:
A-3-1.空気極側集電部材200の製造方法:
空気極側集電部材200について詳細に説明するにあたり、理解の容易のため、まず空気極側集電部材200の製造方法を説明する。図8は、空気極側集電部材200の製造方法の一例を示すフローチャートである。また、図9から図11は、空気極側集電部材200の製造方法の一例を示す説明図である。
A-3. Detailed description of the air electrode side current collector 200:
A-3-1. Manufacturing method of current collector member 200 on the air electrode side:
In explaining the air electrode side current collector member 200 in detail, for the sake of easy understanding, first, a method of manufacturing the air electrode side current collector member 200 will be described. FIG. 8 is a flowchart showing an example of a method of manufacturing the air electrode side current collector member 200. 9 to 11 are explanatory views showing an example of a method for manufacturing the air electrode side current collector member 200.

はじめに、金属部材210を用意し、該金属部材210に複数のスリットSLを形成する(S110、図9参照)。なお、ここで言う金属部材210は、加工前のものであり、以下に説明する加工が行われることによって、上述した空気極側集電部材200を構成する金属部材210(図5参照)とされるものである。金属部材210は、Crを含む金属(例えば、フェライト系ステンレス)製の略平板状部材であり、その厚さは、例えば、0.05mm~1mm、好ましくは、0.1mm~0.5mmである。金属部材210は、特許請求の範囲における金属板に相当する。 First, a metal member 210 is prepared, and a plurality of slits SL are formed in the metal member 210 (S110, see FIG. 9). The metal member 210 referred to here is a metal member 210 before processing, and by performing the processing described below, it becomes a metal member 210 (see FIG. 5) constituting the above-mentioned air electrode side current collector member 200. It is a thing. The metal member 210 is a substantially flat plate-shaped member made of a metal containing Cr (for example, ferritic stainless steel), and its thickness is, for example, 0.05 mm to 1 mm, preferably 0.1 mm to 0.5 mm. .. The metal member 210 corresponds to a metal plate within the scope of the claims.

また、金属部材210に形成される各スリットSLの平面視(Z軸方向視)での形状は、例えば、略U字状(すなわち、矩形を構成する4辺の内の3辺に沿って所定の幅を有するような形状)である。スリットSLは、金属部材210における所定の部分を打ち抜き等によって切除することにより形成された欠損部分であってもよいし、刃状の道具で形成された切り込みであってもよい。すなわち、本明細書において、用語「スリット(又は「孔」)」は切り込みも含む概念である。スリットSLの幅Wsは、例えば、2μm~3mm、好ましくは、0.5mm~2mmである。スリットSLの幅Wsは、スリットSLの全体を通じて略一定であってもよいし、スリットSLにおける各位置で互いに異なっていてもよい。 Further, the shape of each slit SL formed in the metal member 210 in a plan view (Z-axis direction view) is, for example, a substantially U-shape (that is, a predetermined shape along three of the four sides constituting the rectangle). It is a shape having the width of). The slit SL may be a defective portion formed by cutting a predetermined portion of the metal member 210 by punching or the like, or may be a notch formed by a blade-shaped tool. That is, in the present specification, the term "slit (or" hole ")" is a concept including a notch. The width Ws of the slit SL is, for example, 2 μm to 3 mm, preferably 0.5 mm to 2 mm. The width Ws of the slit SL may be substantially constant throughout the slit SL, or may be different from each other at each position in the slit SL.

また、本実施形態では、金属部材210に、互いに同じ向きの複数のスリットSLが、上記3辺の内の2辺が対向する方向(図9のX軸方向)に沿って所定の間隔をあけて並ぶように配置され、その並べられた複数のスリットSLにより構成されるスリット群SLGが、上記2辺が対向する方向に直行する方向(図9のY軸方向)に沿って所定の間隔をあけて並ぶように配置される。すなわち、複数のスリットSLは、金属部材210上に略格子状に配置される。 Further, in the present embodiment, a plurality of slits SL having the same orientation as each other are spaced apart from each other in the metal member 210 along a direction in which two of the three sides face each other (X-axis direction in FIG. 9). Slit group SLGs arranged so as to be arranged side by side and composed of a plurality of the arranged slits SL are spaced apart from each other along a direction perpendicular to the direction in which the two sides face each other (Y-axis direction in FIG. 9). Arranged so that they are lined up in a row. That is, the plurality of slits SL are arranged in a substantially grid pattern on the metal member 210.

次に、直線状のエッジ部分を有する治具を用いて、金属部材210における複数のスリットSLのそれぞれに面する特定部分SPを、所定の位置で、所定の方向に垂直な方向に曲げ起こす(S120、図10参照)。この曲げ起こしの際の上記所定の位置における上記所定の方向は、図9および図10に示す第1の仮想直線VL1の位置における第1の仮想直線VL1に平行な方向(X軸方向)である。すなわち、特定部分SPは、第1の仮想直線VL1の位置で、第1の仮想直線VL1に垂直な方向(Y軸方向)に曲げ起こされる。このように、金属部材210におけるスリットSLに面する特定部分SPとは、スリットSLの全体に面する部分に限られず、スリットSLの一部分に面する部分であってもよい。なお、曲げ起こし前の状態における特定部分SPの平面視(Z軸方向視)での形状は、例えば矩形である。 Next, using a jig having a linear edge portion, the specific portion SP facing each of the plurality of slits SL in the metal member 210 is bent at a predetermined position in a direction perpendicular to a predetermined direction (. S120, see FIG. 10). The predetermined direction at the predetermined position at the time of this bending is a direction parallel to the first virtual straight line VL1 at the position of the first virtual straight line VL1 shown in FIGS. 9 and 10 (X-axis direction). .. That is, the specific portion SP is bent at the position of the first virtual straight line VL1 in the direction perpendicular to the first virtual straight line VL1 (Y-axis direction). As described above, the specific portion SP facing the slit SL in the metal member 210 is not limited to the portion facing the entire slit SL, and may be a portion facing a part of the slit SL. The shape of the specific portion SP in the plan view (Z-axis direction view) in the state before bending is, for example, a rectangle.

図9に示すように、第1の仮想直線VL1は、特定部分SPの曲げ起こし前の状態において、金属部材210に形成されたスリットSLを、Z軸方向視で、第1のスリット部分SLP1と、第2のスリット部分SLP2と、第3のスリット部分SLP3とに仮想的に分けるような直線である。ここで、第1のスリット部分SLP1は、スリットSLの延伸方向における両端部を除く部分であり、第2のスリット部分SLP2および第3のスリット部分SLP3は、上記両端部に相当する部分である。すなわち、第2のスリット部分SLP2は、第1の仮想直線VL1に対して第1のスリット部分SLP1とは反対側(Y軸正方向側)に位置し、かつ、上記所定の位置における上記所定の方向(第1の仮想直線VL1の位置における第1の仮想直線VL1に平行な方向)の一方側(X軸負方向側)において第1のスリット部分SLP1に連続する部分である。また、第3のスリット部分SLP3は、第1の仮想直線VL1に対して第1のスリット部分SLP1とは反対側(Y軸正方向側)に位置し、かつ、上記所定の位置における上記所定の方向(第1の仮想直線VL1の位置における第1の仮想直線VL1に平行な方向)の他方側(図9のX軸正方向側)において第1のスリット部分SLP1に連続する部分である。このように、本実施形態では、特定部分SPの曲げ起こしの際の上記所定の位置における上記所定の方向を規定する第1の仮想直線VL1が、図9に示すような比較仮想直線VL0(スリットSLを複数の部分に仮想的に分けないような直線)ではなく、スリットSLを上記3つの部分(SLP1、SLP2、SLP3)に仮想的に分けるような直線として設定される。 As shown in FIG. 9, in the first virtual straight line VL1, the slit SL formed in the metal member 210 in the state before bending of the specific portion SP is combined with the first slit portion SLP1 in the Z-axis direction. , A straight line that is virtually divided into a second slit portion SLP2 and a third slit portion SLP3. Here, the first slit portion SLP1 is a portion excluding both ends in the extending direction of the slit SL, and the second slit portion SLP2 and the third slit portion SLP3 are portions corresponding to both ends. That is, the second slit portion SLP2 is located on the side opposite to the first slit portion SLP1 (Y-axis positive direction side) with respect to the first virtual straight line VL1, and the predetermined position at the predetermined position. It is a portion continuous with the first slit portion SLP1 on one side (X-axis negative direction side) in the direction (direction parallel to the first virtual straight line VL1 at the position of the first virtual straight line VL1). Further, the third slit portion SLP3 is located on the side opposite to the first slit portion SLP1 (on the Y-axis positive direction side) with respect to the first virtual straight line VL1, and the above-mentioned predetermined position at the above-mentioned predetermined position. It is a portion continuous with the first slit portion SLP1 on the other side (the X-axis positive direction side in FIG. 9) in the direction (direction parallel to the first virtual straight line VL1 at the position of the first virtual straight line VL1). As described above, in the present embodiment, the first virtual straight line VL1 that defines the predetermined direction at the predetermined position when the specific portion SP is bent is the comparative virtual straight line VL0 (slit) as shown in FIG. The slit SL is set as a straight line that virtually divides the slit SL into the above three parts (SLP1, SLP2, SLP3), instead of a straight line that does not virtually divide the SL into a plurality of parts.

本実施形態では、上述したスリット群SLGを構成する各スリットSLにおける第1の仮想直線VL1の位置に治具の直線状のエッジ部分が当てられた状態で、各特定部分SPが一度に(一工程で)曲げ起こされる。このようなスリット群SLG単位での特定部分SPの曲げ起こしが、順番に実行される。なお、特定部分SPの曲げ起こしは、必ずしもスリット群SLG単位で実行される必要はなく、個々の特定部分SP単位で順番に実行されてもよいし、同列に並ぶように配置されている特定部分SPについて一度に(一工程で)実行されるとしてもよいし、すべての特定部分SPについて一度に(一工程で)実行されるとしてもよい。また、特定部分SPの曲げ起こしの角度(すなわち、第1の金属部分211の表面(Z軸に略直交する表面)と第2の金属部分212(後述)の表面とのなす角)θ1は、例えば、5度以上、90度以下であり、好ましくは、5度以上、20度以下である。 In the present embodiment, each specific portion SP is simultaneously (1) in a state where the linear edge portion of the jig is applied to the position of the first virtual straight line VL1 in each slit SL constituting the slit group SLG described above. Bent up (in the process). Such bending and raising of the specific portion SP in the slit group SLG unit is executed in order. It should be noted that the bending and raising of the specific portion SP does not necessarily have to be executed in units of the slit group SLG, and may be executed in order in each specific portion SP unit, or the specific portions arranged so as to be arranged in the same row. The SP may be executed at once (in one step), or all specific partial SPs may be executed at once (in one step). Further, the bending angle of the specific portion SP (that is, the angle formed by the surface of the first metal portion 211 (the surface substantially orthogonal to the Z axis) and the surface of the second metal portion 212 (described later)) θ1 is determined. For example, it is 5 degrees or more and 90 degrees or less, preferably 5 degrees or more and 20 degrees or less.

特定部分SPの曲げ起こし(S120)の完了時には、図10に示すように、金属部材210は、特定部分SP以外の部分により構成される略平板状の第1の金属部分211と、金属部材210における曲げ起こされた略平板状の特定部分SPにより構成される第2の金属部分212とを有する構成となる。この状態では、略平板状の第1の金属部分211に、特定部分SPの曲げ起こし前の状態におけるスリットSLと特定部分SPとが占める領域に相当する複数の貫通孔(以下、「金属部材貫通孔」という)HOmが形成されていることとなる。 When the bending up (S120) of the specific portion SP is completed, as shown in FIG. 10, the metal member 210 has a substantially flat plate-shaped first metal portion 211 composed of a portion other than the specific portion SP, and the metal member 210. It is configured to have a second metal portion 212 composed of a substantially flat plate-shaped specific portion SP bent in the above. In this state, in the substantially flat plate-shaped first metal portion 211, a plurality of through holes corresponding to the region occupied by the slit SL and the specific portion SP in the state before bending of the specific portion SP (hereinafter, “metal member penetration”). A HOm (referred to as a "hole") is formed.

次に、直線状のエッジ部分を有する治具を用いて、金属部材210の複数の第2の金属部分212のそれぞれにおける先端部分EPを、所定の位置で、所定の方向に垂直な方向に折り曲げる(S130、図11参照)。この折り曲げの際の上記所定の位置における上記所定の方向は、図10および図11に示す第2の仮想直線VL2の位置における第2の仮想直線VL2に平行な方向(X軸方向)である。すなわち、先端部分EPは、第2の仮想直線VL2の位置で、第2の仮想直線VL2に垂直な方向(Y軸方向)に折り曲げられる。なお、折り曲げ後の状態における先端部分EPの平面視(Z軸方向視)での形状は、例えば矩形である。また、先端部分EPの曲げ方向(第2の仮想直線VL2を中心とした回転方向)は、上述した特定部分SPの曲げ方向(第1の仮想直線VL1を中心とした回転方向)とは反対方向である。なお、先端部分EPの折り曲げの角度(すなわち、後述する第3の金属部分213の表面と第4の金属部分214の表面とのなす角)θ2は、例えば、5度以上であり、好ましくは90度以下、より好ましくは30度以下である。 Next, using a jig having a linear edge portion, the tip portion EP at each of the plurality of second metal portions 212 of the metal member 210 is bent at a predetermined position in a direction perpendicular to a predetermined direction. (See S130, FIG. 11). The predetermined direction at the predetermined position at the time of this bending is a direction (X-axis direction) parallel to the second virtual straight line VL2 at the position of the second virtual straight line VL2 shown in FIGS. 10 and 11. That is, the tip portion EP is bent in the direction perpendicular to the second virtual straight line VL2 (Y-axis direction) at the position of the second virtual straight line VL2. The shape of the tip portion EP in the state after bending in a plan view (Z-axis direction view) is, for example, a rectangle. Further, the bending direction of the tip portion EP (rotation direction centered on the second virtual straight line VL2) is opposite to the bending direction of the specific portion SP described above (rotation direction centered on the first virtual straight line VL1). Is. The bending angle of the tip portion EP (that is, the angle formed by the surface of the third metal portion 213 and the surface of the fourth metal portion 214, which will be described later) θ2 is, for example, 5 degrees or more, preferably 90 degrees. The degree or less, more preferably 30 degrees or less.

本実施形態では、先端部分EPの折り曲げは、上述した特定部分SPの曲げ起こしと同様に、上述したスリット群SLGに対応する複数の第2の金属部分212の単位で、順番に実行される。なお、先端部分EPの折り曲げは、個々の先端部分EP単位で実行されてもよいし、同列に並ぶように配置されている先端部分EPについて一度に(一工程で)実行されるとしてもよいし、すべての先端部分EPについて一度に(一工程で)実行されるとしてもよい。 In the present embodiment, the bending of the tip portion EP is sequentially performed in units of the plurality of second metal portions 212 corresponding to the slit group SLG described above, similar to the bending raising of the specific portion SP described above. It should be noted that the bending of the tip portion EP may be performed in units of individual tip portion EPs, or may be performed for the tip portion EPs arranged in the same row at one time (in one step). , May be performed at once (in one step) for all tip EPs.

先端部分EPの折り曲げ(S130)の完了時には、図11に示すように、各第2の金属部分212は、折り曲げられた特定部分SPにより構成され、Z軸方向に直交する略平板状の第4の金属部分214と、第2の金属部分212における第4の金属部分214以外の部分である略平板状の第3の金属部分213とを有する構成となる。すなわち、金属部材210は、第1の金属部分211と、第3の金属部分213および第4の金属部分214(すなわち、第2の金属部分212)とを有する構成となる。加工前の金属部材210に対する上述した加工を経て、上述した空気極側集電部材200を構成する金属部材210(図5参照)が製造される。 When the bending (S130) of the tip portion EP is completed, as shown in FIG. 11, each second metal portion 212 is composed of the bent specific portion SP, and is a substantially flat plate-shaped fourth portion orthogonal to the Z-axis direction. The metal portion 214 of the above and the third metal portion 213 having a substantially flat plate shape, which is a portion other than the fourth metal portion 214 in the second metal portion 212, are configured. That is, the metal member 210 has a configuration including a first metal portion 211, a third metal portion 213, and a fourth metal portion 214 (that is, a second metal portion 212). After the above-mentioned processing on the metal member 210 before processing, the metal member 210 (see FIG. 5) constituting the above-mentioned air electrode side current collecting member 200 is manufactured.

次に、金属部材210に被覆層220を形成する(S140)。被覆層220の形成は、例えば、スプレーコート、インクジェット印刷、スピンコート、ディップコート、めっき、スパッタリング、溶射等の周知の方法により塗布され、その後必要に応じて熱処理が実行されることにより実現される。以上の工程により、空気極側集電部材200の製造が完了する。 Next, the coating layer 220 is formed on the metal member 210 (S140). The formation of the coating layer 220 is realized by applying the coating layer 220 by a well-known method such as spray coating, inkjet printing, spin coating, dip coating, plating, sputtering, thermal spraying, etc., and then performing heat treatment as necessary. .. By the above steps, the production of the air electrode side current collector member 200 is completed.

A-3-2.空気極側集電部材200の詳細構成:
図12および図13は、本実施形態における空気極側集電部材200の詳細構成を示す説明図である。図12には、図6のX1部のXY断面構成が拡大して示されている。また、図13には、図12のXIII-XIIIの位置における空気極側集電部材200のYZ断面構成が示されている。以下、主として図5、図12および図13を参照して、空気極側集電部材200の詳細構成を説明する。
A-3-2. Detailed configuration of the air electrode side current collector 200:
12 and 13 are explanatory views showing a detailed configuration of the air electrode side current collector 200 in the present embodiment. FIG. 12 shows an enlarged XY cross-sectional structure of the X1 portion of FIG. Further, FIG. 13 shows the YZ cross-sectional configuration of the air electrode side current collector member 200 at the position of XIII-XIII in FIG. Hereinafter, the detailed configuration of the air electrode side current collector member 200 will be described mainly with reference to FIGS. 5, 12, and 13.

図5、図12および図13に示すように、空気極側集電部材200は、第1の導電性部分231と、第2の導電性部分232とを備えている。また、第2の導電性部分232は、第3の導電性部分233と、第4の導電性部分234とを有している。第1の導電性部分231は、金属部材210の内の第1の金属部分211(図11等参照)と、第1の金属部分211の表面を覆う被覆層220とから構成された部分である。また、第3の導電性部分233は、金属部材210の内の第3の金属部分213(図11等参照)と、第3の金属部分213の表面を覆う被覆層220とから構成された部分である。また、第4の導電性部分234は、金属部材210の内の第4の金属部分214(図11等参照)と、第4の金属部分214の表面を覆う被覆層220とから構成された部分である。 As shown in FIGS. 5, 12 and 13, the air electrode side current collector 200 includes a first conductive portion 231 and a second conductive portion 232. Further, the second conductive portion 232 has a third conductive portion 233 and a fourth conductive portion 234. The first conductive portion 231 is a portion composed of a first metal portion 211 (see FIG. 11 and the like) in the metal member 210 and a coating layer 220 covering the surface of the first metal portion 211. .. Further, the third conductive portion 233 is a portion composed of a third metal portion 213 (see FIG. 11 and the like) in the metal member 210 and a covering layer 220 covering the surface of the third metal portion 213. Is. Further, the fourth conductive portion 234 is a portion composed of a fourth metal portion 214 (see FIG. 11 and the like) in the metal member 210 and a coating layer 220 covering the surface of the fourth metal portion 214. Is.

本実施形態では、空気極側集電部材200の第1の導電性部分231は、インターコネクタ150(またはエンドプレート104)に接触しており、各第4の導電性部分234は、単セル110の空気極114に接触している。また、第3の導電性部分233は、第1の導電性部分231と各第4の導電性部分234とをつないでいる。空気極側集電部材200は、このような構成であるため、上述したように、単セル110の空気極114とインターコネクタ150(またはエンドプレート104)とを電気的に接続する。 In the present embodiment, the first conductive portion 231 of the air electrode side current collecting member 200 is in contact with the interconnector 150 (or the end plate 104), and each fourth conductive portion 234 is a single cell 110. Is in contact with the air electrode 114 of. Further, the third conductive portion 233 connects the first conductive portion 231 and each fourth conductive portion 234. Since the current collector member 200 on the air electrode side has such a configuration, as described above, the air electrode 114 of the single cell 110 and the interconnector 150 (or the end plate 104) are electrically connected.

なお、図5の部分拡大図に示すように、空気極側集電部材200の第1の導電性部分231と空気極114との間、および、第4の金属部分214とインターコネクタ150(またはエンドプレート104)との間には、例えばマイカにより形成されたスペーサー139が配置されている。これらのスペーサー139の存在により、空気極側集電部材200が温度サイクルや反応ガス圧力変動による発電単位102の変形に追随し、空気極側集電部材200を介した空気極114とインターコネクタ150(またはエンドプレート104)との電気的接続が良好に維持される。 As shown in the partially enlarged view of FIG. 5, between the first conductive portion 231 and the air pole 114 of the air electrode side current collector member 200, and between the fourth metal portion 214 and the interconnector 150 (or A spacer 139 formed of, for example, mica is arranged between the end plate 104). Due to the presence of these spacers 139, the air electrode side current collector 200 follows the deformation of the power generation unit 102 due to the temperature cycle and the reaction gas pressure fluctuation, and the air electrode 114 and the interconnector 150 via the air electrode side current collector 200 follow. Good electrical connection with (or end plate 104) is maintained.

空気極側集電部材200の第1の導電性部分231は、Z軸方向に直交する略平板状である。ここで、Z軸方向に直交する略平板状とは、Z軸方向に直交する厳密な平板形状に限られず、Z軸方向に直交する仮想平面に対して5度未満の傾きを有する部分を備える形状を含む。例えば、第1の導電性部分231における後述する第2の孔部分HP2と第3の孔部分HP3とに挟まれた部分(図12および図13のY1部)が、Z軸方向に直交する仮想平面に対して5度未満の傾きを有しており、第1の導電性部分231における他の部分が、Z軸方向に直交する仮想平面に平行であるとしてもよい。 The first conductive portion 231 of the air electrode side current collector member 200 has a substantially flat plate shape orthogonal to the Z-axis direction. Here, the substantially flat plate shape orthogonal to the Z-axis direction is not limited to a strict flat plate shape orthogonal to the Z-axis direction, and includes a portion having an inclination of less than 5 degrees with respect to a virtual plane orthogonal to the Z-axis direction. Including shape. For example, a virtual portion (Y1 portion in FIGS. 12 and 13) sandwiched between the second hole portion HP2 and the third hole portion HP3, which will be described later, in the first conductive portion 231 is orthogonal to the Z-axis direction. It may have an inclination of less than 5 degrees with respect to the plane, and the other portion of the first conductive portion 231 may be parallel to the virtual plane orthogonal to the Z-axis direction.

また、空気極側集電部材200の第1の導電性部分231には、複数の貫通孔HOcが形成されている。第1の導電性部分231に形成された貫通孔HOcは、金属部材210に形成された金属部材貫通孔HOm(図11参照)に対応する孔である。すなわち、金属部材貫通孔HOmが形成された金属部材210の表面が被覆層220に覆われることによって製造された空気極側集電部材200において、金属部材貫通孔HOmに対応する位置に形成される孔が貫通孔HOcである。 Further, a plurality of through holes HOc are formed in the first conductive portion 231 of the air electrode side current collector member 200. The through hole HOc formed in the first conductive portion 231 is a hole corresponding to the metal member through hole HOm (see FIG. 11) formed in the metal member 210. That is, it is formed at a position corresponding to the metal member through hole HOm in the air pole side current collector 200 manufactured by covering the surface of the metal member 210 on which the metal member through hole HOm is formed with the coating layer 220. The hole is a through hole HOc.

また、空気極側集電部材200の第2の導電性部分232は、Z軸方向視における貫通孔HOcを形成する第1の導電性部分231の内周(より具体的には、図12および図13のY1部の縁部)から、第1の導電性部分231の表面(Z軸に略平行な表面)に交差する方向に延伸する板状部分(すなわち、第3の導電性部分233)を含んでいる。第1の導電性部分231の表面と第3の導電性部分233の表面とのなす角は、上述した空気極側集電部材200の製造の際の特定部分SPの曲げ起こしの角度θ1(図10参照)に略一致する。また、第2の導電性部分232は、さらに、境界線BLとは反対側の先端側に、Z軸方向に直交する略平板状の部分(第4の導電性部分234)を含んでいる。第3の導電性部分233の表面と第4の導電性部分234の表面とのなす角は、上述した空気極側集電部材200の製造の際の先端部分EPの折り曲げの角度θ2(図11参照)に略一致する。 Further, the second conductive portion 232 of the air electrode side current collecting member 200 is the inner circumference of the first conductive portion 231 forming the through hole HOc in the Z-axis direction (more specifically, FIG. 12 and FIG. 12 and A plate-shaped portion (that is, a third conductive portion 233) extending in a direction intersecting the surface of the first conductive portion 231 (a surface substantially parallel to the Z axis) from the edge portion of the Y1 portion in FIG. Includes. The angle formed by the surface of the first conductive portion 231 and the surface of the third conductive portion 233 is the bending angle θ1 of the specific portion SP during the manufacture of the above-mentioned air electrode side current collector member 200 (FIG. 10). Further, the second conductive portion 232 further includes a substantially flat plate-shaped portion (fourth conductive portion 234) orthogonal to the Z-axis direction on the tip end side opposite to the boundary line BL. The angle formed by the surface of the third conductive portion 233 and the surface of the fourth conductive portion 234 is the bending angle θ2 of the tip portion EP during the manufacture of the above-mentioned air electrode side current collector 200 (FIG. 11). See).

図12に示すように、空気極側集電部材200の第1の導電性部分231に形成された貫通孔HOcは、第1の孔部分HP1と、第2の孔部分HP2と、第3の孔部分HP3とを有している。第1の孔部分HP1は、Z軸方向視で、第1の導電性部分231と第2の導電性部分232との境界線BLに直交する方向(Y軸方向であり、特許請求の範囲における第2の方向に相当する)において、仮想線分VSの全体に面している。ここで、仮想線分VSは、境界線BLを通る直線(すなわち、第1の仮想直線VL1)と、第1の導電性部分231の貫通孔HOcを形成する内周と、の2つの交点P1,P2の間を結んだ仮想的な線分である。なお、ここで言う「第1の孔部分HP1が仮想線分VSの全体に面している」とは、第1の導電性部分231のみに注目して(すなわち、第2の導電性部分232の存在は考慮せずに)、Z軸方向視での第1の孔部分HP1と仮想線分VSとの関係を規定するものである。 As shown in FIG. 12, the through hole HOc formed in the first conductive portion 231 of the air electrode side current collector member 200 includes the first hole portion HP1, the second hole portion HP2, and the third hole portion HP2. It has a hole portion HP3. The first hole portion HP1 is a direction (Y-axis direction) orthogonal to the boundary line BL between the first conductive portion 231 and the second conductive portion 232 in the Z-axis direction, and is within the scope of claims. In (corresponding to the second direction), it faces the entire virtual line segment VS. Here, the virtual line segment VS has two intersections P1 of a straight line passing through the boundary line BL (that is, the first virtual straight line VL1) and an inner circumference forming the through hole HOc of the first conductive portion 231. , A virtual line segment connecting P2. The phrase "the first hole portion HP1 faces the entire virtual line segment VS" here refers only to the first conductive portion 231 (that is, the second conductive portion 232). The relationship between the first hole portion HP1 and the virtual line segment VS in the Z-axis direction is defined.

また、第2の孔部分HP2は、Z軸方向視で、境界線BLに直交する方向(Y軸方向)において、仮想線分VSに対して第1の孔部分HP1とは反対側(Y軸正方向側)に位置し、かつ、仮想線分VSに平行な方向(X軸方向であり、特許請求の範囲における第3の方向に相当する)における境界線BLの一方側(X軸負方向側)で、第1の孔部分HP1に連続している。また、第3の孔部分HP3は、Z軸方向視で、境界線BLに直交する方向(Y軸方向)において、仮想線分VSに対して第1の孔部分HP1とは反対側(Y軸正方向側)に位置し、かつ、仮想線分VSに平行な方向(X軸方向)における境界線BLの他方側(X軸正方向側)で、第1の孔部分HP1に連続している。 Further, the second hole portion HP2 is on the opposite side (Y axis) of the virtual line segment VS with respect to the virtual line segment VS in the direction orthogonal to the boundary line BL (Y-axis direction) in the Z-axis direction. One side (X-axis negative direction) of the boundary line BL located on the positive direction side) and in the direction parallel to the virtual line segment VS (X-axis direction and corresponding to the third direction in the scope of the patent claim). On the side), it is continuous with the first hole portion HP1. Further, the third hole portion HP3 is on the opposite side (Y axis) of the virtual line segment VS with respect to the virtual line segment VS in the direction orthogonal to the boundary line BL (Y-axis direction) in the Z-axis direction. It is located on the positive direction side) and is continuous with the first hole portion HP1 on the other side (X-axis positive direction side) of the boundary line BL in the direction parallel to the virtual line segment VS (X-axis direction). ..

また、本実施形態では、図12に示すように、上記仮想線分VS上における第1の導電性部分231の幅と、第2の導電性部分232の幅とは、互いに等しくなっている。すなわち、第1の導電性部分231と第2の導電性部分232との境界線BLの位置に、段差が存在しない。 Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 12, the width of the first conductive portion 231 and the width of the second conductive portion 232 on the virtual line segment VS are equal to each other. That is, there is no step at the position of the boundary line BL between the first conductive portion 231 and the second conductive portion 232.

また、図14は、空気極側集電部材200の第2の導電性部分232を、境界線BL(第1の仮想直線VL1)を基準として、第1の導電性部分231に略平行な姿勢となるように、図13の矢印AR1の方向に回転させた仮想状態を示している。なお、本実施形態では、第3の導電性部分233と第4の導電性部分234との間にも角度θ2の傾きが存在するため、仮想状態は、第2の仮想直線VL2を基準として、第4の導電性部分234を第3の導電性部分233に略平行な姿勢となるように図13の矢印AR2の方向に回転させ、第1の導電性部分231と第3の導電性部分233と第4の導電性部分234とが略平行な姿勢となった状態である。すなわち、この仮想状態の空気極側集電部材200は、特定部分SPの曲げ起こし(図8のS120)が実行される前の状態の金属部材210(図9参照)に被覆層220が形成された構成に相当する。この仮想状態において、空気極側集電部材200は、以下の式(2)および(3)を満たしている。なお、本実施形態では、第2の導電性部分232や貫通孔HOcの形状が、境界線BLの垂直二等分線に対して左右対称である。
ΔWb/2 < Wbm/2 ・・・(2)
Σtb < D ・・・(3)
ただし、
・Wbm:
上記仮想状態において、境界線BLから境界線BLに直交する方向(Y軸方向)に距離L2だけ離れた第2の位置における、第2の導電性部分232を構成する金属部材210(第2の金属部分212)の幅(以下、「距離L2の位置における幅」という)
・ΔWb:
上記仮想状態において、上記第2の位置における第1の孔部分HP1を構成する金属部材210の開口幅Wbo(ただし、Wbo>Wbm)から、上記幅(距離L2の位置における幅)Wbmを差し引いた差分(Wbo-Wbm)
・D:
上記仮想状態において、上記第2の位置における、仮想線分VSに平行な方向(X軸方向)の第2の導電性部分232を構成する金属部材210(第2の金属部分212)外周上の点から、貫通孔HOcを形成する第1の導電性部分231の内周までの最短距離
・Σtb:
上記最短距離の両端の位置における被覆層220の厚さの和
Further, FIG. 14 shows a posture in which the second conductive portion 232 of the air electrode side current collecting member 200 is substantially parallel to the first conductive portion 231 with reference to the boundary line BL (first virtual straight line VL1). The virtual state rotated in the direction of the arrow AR1 in FIG. 13 is shown so as to be. In this embodiment, since the inclination of the angle θ2 also exists between the third conductive portion 233 and the fourth conductive portion 234, the virtual state is based on the second virtual straight line VL2. The fourth conductive portion 234 is rotated in the direction of the arrow AR2 in FIG. 13 so as to be in a posture substantially parallel to the third conductive portion 233, and the first conductive portion 231 and the third conductive portion 233 are rotated. And the fourth conductive portion 234 are in a substantially parallel posture. That is, in the current collecting member 200 on the air electrode side in this virtual state, the covering layer 220 is formed on the metal member 210 (see FIG. 9) in the state before the bending of the specific portion SP (S120 in FIG. 8) is executed. Corresponds to the configuration. In this virtual state, the air electrode side current collector 200 satisfies the following equations (2) and (3). In this embodiment, the shapes of the second conductive portion 232 and the through hole HOc are symmetrical with respect to the perpendicular bisector of the boundary line BL.
ΔWb / 2 <Wbm / 2 ... (2)
Σtb <D ... (3)
however,
・ Wbm:
In the above virtual state, the metal member 210 (second) constituting the second conductive portion 232 at the second position separated by the distance L2 from the boundary line BL in the direction orthogonal to the boundary line BL (Y-axis direction). Width of metal portion 212) (hereinafter referred to as "width at the position of distance L2")
・ ΔWb:
In the virtual state, the width (width at the position of the distance L2) Wbm is subtracted from the opening width Wbo (where Wbo> Wbm) of the metal member 210 constituting the first hole portion HP1 at the second position. Difference (Wbo-Wbm)
・ D:
In the virtual state, on the outer periphery of the metal member 210 (second metal portion 212) constituting the second conductive portion 232 in the direction parallel to the virtual line segment VS (X-axis direction) at the second position. The shortest distance from the point to the inner circumference of the first conductive portion 231 forming the through hole HOc.
The sum of the thicknesses of the covering layers 220 at the positions at both ends of the shortest distance.

図14に示すように、上記式(2)において、「ΔWb/2」は、上記仮想状態において、Z軸方向視における第1の金属部分211の縁(第1の金属部分211における金属部材貫通孔HOmを形成する内周)と、第2の金属部分212の縁(第2の金属部分212の外周)との間の距離を表している。この「ΔWb/2」が、第2の金属部分212の幅(距離L2の位置における幅)Wbmの2分の1(Wbm/2)より小さいことは、この位置における第2の金属部分212の幅(距離L2の位置における幅)Wbmが比較的大きいことを意味している。また、図14に示すように、本実施形態では、上記式(3)における「D」は、「ΔWb/2」に等しい。この「D(=ΔWb/2)」が、被覆層220の厚さの合計Σtbより大きいことは、この位置における第1の金属部分211と第2の金属部分212との両方の表面に被覆層220を均一に形成することができることを意味している。 As shown in FIG. 14, in the above equation (2), “ΔWb / 2” is the edge of the first metal portion 211 in the Z-axis direction view (penetration of the metal member in the first metal portion 211) in the above virtual state. It represents the distance between the inner circumference forming the hole HOm) and the edge of the second metal portion 212 (outer circumference of the second metal portion 212). The fact that this "ΔWb / 2" is smaller than the width (width at the position of the distance L2) Wbm of the second metal portion 212 is half (Wbm / 2) of the second metal portion 212 at this position. It means that the width (width at the position of the distance L2) Wbm is relatively large. Further, as shown in FIG. 14, in the present embodiment, "D" in the above formula (3) is equal to "ΔWb / 2". The fact that this "D (= ΔWb / 2)" is larger than the total thickness of the coating layer 220, Σtb, is that the coating layer is on the surfaces of both the first metal portion 211 and the second metal portion 212 at this position. It means that 220 can be formed uniformly.

また、本実施形態の空気極側集電部材200は、上記仮想状態において上記式(2)および(3)を満たすように構成されているため、結果的に、以下の式(1)を満たしている(図12参照)。
2×ta < ΔWa/2 < Wam/2 ・・・(1)
ただし、
・Wam:
境界線BLから境界線BLに直交する方向(XY平面に対して角度θ1だけ傾いた方向(図5参照))に第2の導電性部分232の表面に沿って距離L1だけ離れた第1の位置における、第2の導電性部分232を構成する金属部材210(第2の金属部分212)の幅(以下、「距離L1の位置における幅Wam」という)
・ΔWa:
境界線BLから境界線BLに直交する方向(Y軸方向)に上記距離L1だけ離れた位置における、第1の導電性部分231を構成する金属部材210(第1の金属部分211)の開口幅Waoから、上記幅(距離L1の位置における幅)Wamを差し引いた差分(Wao-Wam)
・ta:
上記第1の位置における被覆層220の厚さ
Further, since the air electrode side current collector 200 of the present embodiment is configured to satisfy the above equations (2) and (3) in the above virtual state, the following equation (1) is satisfied as a result. (See FIG. 12).
2 × ta <ΔWa / 2 <Wam / 2 ・ ・ ・ (1)
however,
・ Wam:
A first distance L1 along the surface of the second conductive portion 232 in a direction orthogonal to the boundary line BL from the boundary line BL (a direction inclined by an angle θ1 with respect to the XY plane (see FIG. 5)). The width of the metal member 210 (second metal portion 212) constituting the second conductive portion 232 at the position (hereinafter referred to as "width Wam at the position of the distance L1").
・ ΔWa:
The opening width of the metal member 210 (first metal portion 211) constituting the first conductive portion 231 at a position separated by the distance L1 from the boundary line BL in the direction orthogonal to the boundary line BL (Y-axis direction). Difference (Wao-Wam) obtained by subtracting the above width (width at the position of distance L1) Wam from Wao.
・ Ta:
Thickness of coating layer 220 at the first position

図12に示すように、上記式(1)において、「ΔWa/2」は、Z軸方向視における第1の金属部分211の縁(第1の金属部分211における金属部材貫通孔HOmを形成する内周)と、第2の金属部分212の縁(第2の金属部分212の外周)との間の距離を表している。この「ΔWa/2」が、被覆層220の厚さtaの2倍(2×ta)より大きいことは、この位置における第1の金属部分211と第2の金属部分212との表面に被覆層220を形成しても、部材同士の干渉が起こらないことを意味している。また、この「ΔWa/2」が、第2の金属部分212の幅(距離L1の位置における幅)Wamの2分の1(Wam/2)より小さいことは、この位置における第2の金属部分212の幅(距離L1の位置における幅)Wamが比較的大きいことを意味している。 As shown in FIG. 12, in the above formula (1), “ΔWa / 2” forms the edge of the first metal portion 211 in the Z-axis direction (the metal member through hole HOm in the first metal portion 211). It represents the distance between the inner circumference) and the edge of the second metal portion 212 (the outer circumference of the second metal portion 212). The fact that this "ΔWa / 2" is larger than twice the thickness ta of the coating layer 220 (2 × ta) is that the coating layer is on the surface of the first metal portion 211 and the second metal portion 212 at this position. Even if the 220 is formed, it means that the members do not interfere with each other. Further, the fact that this "ΔWa / 2" is smaller than half the width (width at the position of the distance L1) Wam of the second metal portion 212 is the second metal portion at this position. It means that the width (width at the position of the distance L1) Wam of 212 is relatively large.

なお、本実施形態では、空気極側集電部材200が上述した製造方法により製造されるため、境界線BLを基準とした第1の孔部分HP1の長さ(Y軸方向の大きさ)は、境界線BLを基準とした第2の導電性部分232の表面の長さ(Y軸方向の大きさ)より長くなっている。 In this embodiment, since the air electrode side current collecting member 200 is manufactured by the above-mentioned manufacturing method, the length (size in the Y-axis direction) of the first hole portion HP1 with respect to the boundary line BL is set. , It is longer than the surface length (size in the Y-axis direction) of the second conductive portion 232 with respect to the boundary line BL.

A-3-3.本実施形態の空気極側集電部材200の構成から導かれる効果:
以上説明したように、本実施形態の空気極側集電部材200は、金属(第1の金属部分211)を含む第1の導電性部分231と、金属(第2の金属部分212)を含む第2の導電性部分232とを備える。第1の導電性部分231は、Z軸方向に直交する略平板状の部分である。第1の導電性部分231には、貫通孔HOcが形成されている。また、第2の導電性部分232は、Z軸方向視における貫通孔HOcを形成する第1の導電性部分231の内周から、第1の導電性部分231の表面に交差する方向に延伸する板状部分(第3の導電性部分233)を含んでいる。また、第1の導電性部分231に形成された貫通孔HOcは、第1の孔部分HP1と、第2の孔部分HP2と、第3の孔部分HP3とを有する。第1の孔部分HP1は、Z軸方向視で、第1の導電性部分231と第2の導電性部分232との境界線BLに直交する方向(Y軸方向)において、境界線BLを通る直線(第1の仮想直線VL1)と第1の導電性部分231の内周との2つの交点P1,P2の間を結んだ仮想線分VSの全体に面している。第2の孔部分HP2は、境界線BLに直交する方向(Y軸方向)において、仮想線分VSに対して第1の孔部分HP1とは反対側(Y軸正方向側)に位置し、かつ、仮想線分VSに平行な方向(X軸方向)における境界線BLの一方側(X軸負方向側)で、第1の孔部分HP1に連続している。また、第3の孔部分HP3は、境界線BLに直交する方向(Y軸方向)において、仮想線分VSに対して第1の孔部分HP1とは反対側(Y軸正方向側)に位置し、かつ、仮想線分VSに平行な方向(X軸方向)における境界線BLの他方側(X軸正方向側)で、第1の孔部分HP1に連続している。本実施形態の空気極側集電部材200は、このような構成を有するため、以下に説明するように、応力集中に起因する空気極側集電部材200のひび割れの発生を抑制することができる。
A-3-3. Effect derived from the configuration of the air electrode side current collector 200 of this embodiment:
As described above, the air electrode side current collector 200 of the present embodiment includes a first conductive portion 231 including a metal (first metal portion 211) and a metal (second metal portion 212). It includes a second conductive portion 232. The first conductive portion 231 is a substantially flat plate-shaped portion orthogonal to the Z-axis direction. A through hole HOc is formed in the first conductive portion 231. Further, the second conductive portion 232 extends from the inner circumference of the first conductive portion 231 forming the through hole HOc in the Z-axis direction in a direction intersecting the surface of the first conductive portion 231. It includes a plate-shaped portion (third conductive portion 233). Further, the through hole HOc formed in the first conductive portion 231 has a first hole portion HP1, a second hole portion HP2, and a third hole portion HP3. The first hole portion HP1 passes through the boundary line BL in the direction orthogonal to the boundary line BL between the first conductive portion 231 and the second conductive portion 232 (Y-axis direction) in the Z-axis direction. It faces the entire virtual line segment VS connecting between the two intersections P1 and P2 of the straight line (first virtual straight line VL1) and the inner circumference of the first conductive portion 231. The second hole portion HP2 is located on the side opposite to the first hole portion HP1 (Y-axis positive direction side) with respect to the virtual line segment VS in the direction orthogonal to the boundary line BL (Y-axis direction). Moreover, it is continuous with the first hole portion HP1 on one side (X-axis negative direction side) of the boundary line BL in the direction parallel to the virtual line segment VS (X-axis direction). Further, the third hole portion HP3 is located on the side opposite to the first hole portion HP1 (Y-axis positive direction side) with respect to the virtual line segment VS in the direction orthogonal to the boundary line BL (Y-axis direction). In addition, it is continuous with the first hole portion HP1 on the other side (X-axis positive direction side) of the boundary line BL in the direction parallel to the virtual line segment VS (X-axis direction). Since the air pole side current collector 200 of the present embodiment has such a configuration, it is possible to suppress the occurrence of cracks in the air pole side current collector 200 due to stress concentration, as described below. ..

図15は、比較例における空気極側集電部材200Xの構成を示す説明図である。図15に示す比較例の空気極側集電部材200Xは、図12に示す本実施形態の空気極側集電部材200と比較して、第1の導電性部分231の形状が異なっている。具体的には、比較例の空気極側集電部材200Xでは、金属部材210の曲げ起こし加工(図8のS120)の際の曲げ起こし位置が、第1の仮想直線VL1の位置ではなく、比較仮想直線VL0(図9参照)の位置となっている。なお、比較仮想直線VL0は、第1の仮想直線VL1と異なり、スリットSLを複数の部分に仮想的に分けないような直線である。すなわち、比較例の空気極側集電部材200Xでは、貫通孔HOcが、第1の導電性部分231と第2の導電性部分232との境界線BLを通る直線(比較仮想直線VL0)と第1の導電性部分231の内周との2つの交点P1,P2の間を結んだ仮想線分VSによって複数の部分に分けられることがない。その結果、比較例の空気極側集電部材200Xでは、第1の導電性部分231と第2の導電性部分232との境界線BLに直交する第2の方向(Y軸方向(ただし、第2の導電性部分232の先端側とは反対の方向であるY軸正方向))における貫通孔HOcの端部に面する箇所の内、屈曲している部分を構成する箇所(以下、「孔端部対向部Y2」という)が、第1の導電性部分231と第2の導電性部分232との境界線BLの位置に一致する。そのため、比較例の空気極側集電部材200Xにおける孔端部対向部Y2は、第1の導電性部分231と第2の導電性部分232との境界線BLの位置で折れ曲がることとなる。比較例の空気極側集電部材200Xは、このような構成であるため、例えば、燃料電池スタック100の運転時等において空気極側集電部材200Xが熱膨張・熱収縮を繰り返すことに伴い生ずる応力が、空気極側集電部材200Xの特定の箇所(例えば、孔端部対向部Y2)に集中する。その結果、比較例の空気極側集電部材200Xでは、空気極側集電部材200Xにおける特定の箇所においてひび割れが発生するおそれがある。 FIG. 15 is an explanatory diagram showing the configuration of the air electrode side current collector member 200X in the comparative example. The air pole side current collector 200X of the comparative example shown in FIG. 15 has a different shape of the first conductive portion 231 from the air pole side current collector 200 of the present embodiment shown in FIG. Specifically, in the air pole side current collector member 200X of the comparative example, the bending position of the metal member 210 during the bending process (S120 in FIG. 8) is not the position of the first virtual straight line VL1 but is compared. It is the position of the virtual straight line VL0 (see FIG. 9). Note that the comparative virtual straight line VL0 is a straight line that does not virtually divide the slit SL into a plurality of portions, unlike the first virtual straight line VL1. That is, in the air electrode side current collector member 200X of the comparative example, the through hole HOc is a straight line (comparative virtual straight line VL0) passing through the boundary line BL between the first conductive portion 231 and the second conductive portion 232. It is not divided into a plurality of parts by the virtual line segment VS connecting between the two intersections P1 and P2 with the inner circumference of the conductive part 231 of 1. As a result, in the air electrode side current collector member 200X of the comparative example, the second direction (Y-axis direction (however, the Y-axis direction (however, the first) orthogonal to the boundary line BL between the first conductive portion 231 and the second conductive portion 232). Of the parts facing the end of the through hole HOc in the (Y-axis positive direction, which is the direction opposite to the tip side of the conductive part 232 of 2)), the part constituting the bent part (hereinafter, “hole”). The end facing portion Y2 ”) coincides with the position of the boundary line BL between the first conductive portion 231 and the second conductive portion 232. Therefore, the hole end facing portion Y2 in the air electrode side current collector member 200X of the comparative example is bent at the position of the boundary line BL between the first conductive portion 231 and the second conductive portion 232. Since the air electrode side current collector 200X of the comparative example has such a configuration, it occurs when the air electrode side current collector 200X repeatedly expands and contracts, for example, during operation of the fuel cell stack 100. The stress is concentrated at a specific location (for example, the hole end facing portion Y2) of the air electrode side current collector member 200X. As a result, in the air electrode side current collector member 200X of the comparative example, cracks may occur at a specific position in the air electrode side current collector member 200X.

これに対し、本実施形態の空気極側集電部材200では、図12に示すように、第1の導電性部分231に形成された貫通孔HOcが、第1の導電性部分231と第2の導電性部分232との境界線BLを通る直線(第1の仮想直線VL1)と第1の導電性部分231の内周との2つの交点P1,P2の間を結んだ仮想線分VSによって、上述した第1の孔部分HP1と第2の孔部分HP2と第3の孔部分HP3とに分けられる。そのため、本実施形態の空気極側集電部材200では、孔端部対向部Y2(すなわち、第1の導電性部分231と第2の導電性部分232との境界線BLに直交する第2の方向(ただし、第2の導電性部分232の先端側とは反対の方向)における貫通孔HOcの端部に面する箇所の内、屈曲している部分を構成する箇所)が、第1の導電性部分231と第2の導電性部分232との境界線BLの位置に一致しない。そのため、本実施形態の空気極側集電部材200における孔端部対向部Y2は、第1の導電性部分231と第2の導電性部分232との境界線BLの位置のように折れ曲がってはおらず、略平板形状となる。本実施形態の空気極側集電部材200は、このような構成であるため、例えば、燃料電池スタック100の運転時等において空気極側集電部材200が熱膨張・熱収縮を繰り返すことに伴い生ずる応力が、空気極側集電部材200の特定の箇所(例えば、孔端部対向部Y2)に集中することを抑制することができる。そのため、本実施形態の空気極側集電部材200によれば、空気極側集電部材200の特定の箇所においてひび割れが発生することを抑制することができる。 On the other hand, in the air electrode side current collector 200 of the present embodiment, as shown in FIG. 12, the through holes HOc formed in the first conductive portion 231 are the first conductive portion 231 and the second. By the virtual line segment VS connecting between the two intersections P1 and P2 of the straight line (first virtual straight line VL1) passing through the boundary line BL with the conductive portion 232 and the inner circumference of the first conductive portion 231. , The above-mentioned first hole portion HP1, second hole portion HP2, and third hole portion HP3. Therefore, in the air pole side current collecting member 200 of the present embodiment, the second portion orthogonal to the boundary line BL between the hole end facing portion Y2 (that is, the first conductive portion 231 and the second conductive portion 232). The first conductivity is the portion facing the end of the through hole HOc in the direction (however, the direction opposite to the tip end side of the second conductive portion 232), which constitutes the bent portion. It does not match the position of the boundary line BL between the sex portion 231 and the second conductive portion 232. Therefore, the hole end facing portion Y2 in the air electrode side current collector member 200 of the present embodiment is not bent like the position of the boundary line BL between the first conductive portion 231 and the second conductive portion 232. Instead, it has a substantially flat plate shape. Since the air electrode side current collecting member 200 of the present embodiment has such a configuration, for example, when the fuel cell stack 100 is operated, the air electrode side current collecting member 200 repeatedly expands and contracts. It is possible to prevent the generated stress from concentrating on a specific location (for example, the hole end facing portion Y2) of the air electrode side current collecting member 200. Therefore, according to the air electrode side current collecting member 200 of the present embodiment, it is possible to suppress the occurrence of cracks at a specific portion of the air electrode side current collecting member 200.

また、本実施形態の空気極側集電部材200では、上記仮想線分VS上における第1の導電性部分231の幅と第2の導電性部分232の幅とが互いに等しい。すなわち、第1の導電性部分231と第2の導電性部分232との境界線BLの位置に、段差が存在しない。そのため、本実施形態の空気極側集電部材200によれば、空気極側集電部材200の特定の箇所(例えば、孔端部対向部Y2)に応力が集中することを効果的に抑制することができ、空気極側集電部材200の特定の箇所においてひび割れが発生することを効果的に抑制することができる。 Further, in the air electrode side current collector 200 of the present embodiment, the width of the first conductive portion 231 and the width of the second conductive portion 232 on the virtual line segment VS are equal to each other. That is, there is no step at the position of the boundary line BL between the first conductive portion 231 and the second conductive portion 232. Therefore, according to the air electrode side current collector member 200 of the present embodiment, it is possible to effectively suppress the concentration of stress on a specific portion (for example, the hole end facing portion Y2) of the air electrode side current collector member 200. Therefore, it is possible to effectively suppress the occurrence of cracks at a specific portion of the air electrode side current collector member 200.

また、本実施形態の空気極側集電部材200では、第1の導電性部分231は、Crを含有する板状の金属部材210(第1の金属部分211)と、第1の金属部分211の表面に形成され、第1の金属部分211からのCrの拡散を抑制する被覆層220とを有する。同様に、第2の導電性部分232は、Crを含有する板状の金属部材210(第2の金属部分212)と、第2の金属部分212の表面に形成され、第2の金属部分212からのCrの拡散を抑制する被覆層220とを有する。すなわち、本実施形態の空気極側集電部材200では、貫通孔HOcが、仮想線分VSによって第1の孔部分HP1と第2の孔部分HP2と第3の孔部分HP3とに分けられる。そのため、本実施形態の空気極側集電部材200では、金属部材210の特定の箇所(例えば、孔端部対向部Y2を構成する部分)において、被覆層220にひび割れが発生することを抑制することができる。従って、本実施形態の空気極側集電部材200によれば、被覆層220によって金属部材210からのCrの拡散を効果的に抑制することができる。 Further, in the air electrode side current collecting member 200 of the present embodiment, the first conductive portion 231 is a plate-shaped metal member 210 (first metal portion 211) containing Cr, and the first metal portion 211. It has a coating layer 220 formed on the surface of the metal portion 211 and suppressing the diffusion of Cr from the first metal portion 211. Similarly, the second conductive portion 232 is formed on the surface of the plate-shaped metal member 210 (second metal portion 212) containing Cr and the second metal portion 212, and the second metal portion 212 is formed. It has a coating layer 220 that suppresses the diffusion of Cr from the metal. That is, in the air electrode side current collector 200 of the present embodiment, the through hole HOc is divided into a first hole portion HP1, a second hole portion HP2, and a third hole portion HP3 by a virtual line segment VS. Therefore, in the current collecting member 200 on the air electrode side of the present embodiment, cracks are suppressed from occurring in the coating layer 220 at a specific portion of the metal member 210 (for example, a portion constituting the hole end facing portion Y2). be able to. Therefore, according to the air electrode side current collector member 200 of the present embodiment, the diffusion of Cr from the metal member 210 can be effectively suppressed by the coating layer 220.

また、本実施形態の空気極側集電部材200は、上述したように、以下の式(1)を満たしている。
2×ta < ΔWa/2 < Wam/2 ・・・(1)
そのため、本実施形態の空気極側集電部材200では、第2の金属部分212の幅(距離L1の位置における幅)Wamを比較的大きくすることができ、かつ、第1の金属部分211と第2の金属部分212との表面に被覆層220を形成しても部材(部位)同士の干渉の発生を抑制することができる。従って、本実施形態の空気極側集電部材200によれば、第2の金属部分212の幅(距離L1の位置における幅)Wamが小さくなることに伴って空気極側集電部材200による集電機能が低下することを回避しつつ、部材(部位)同士の干渉に起因する被覆層220の剥離や部材の破損等の発生を抑制することができる。
Further, as described above, the air electrode side current collector 200 of the present embodiment satisfies the following formula (1).
2 × ta <ΔWa / 2 <Wam / 2 ・ ・ ・ (1)
Therefore, in the air electrode side current collector 200 of the present embodiment, the width (width at the position of the distance L1) Wam of the second metal portion 212 can be made relatively large, and the width of the second metal portion 212 and the first metal portion 211 can be relatively large. Even if the coating layer 220 is formed on the surface of the second metal portion 212, it is possible to suppress the occurrence of interference between the members (sites). Therefore, according to the air pole side current collecting member 200 of the present embodiment, the width (width at the position of the distance L1) Wam of the second metal portion 212 becomes smaller, and the air pole side current collecting member 200 collects the current. While avoiding a decrease in the electric function, it is possible to suppress the occurrence of peeling of the coating layer 220 and damage to the member due to interference between the members (sites).

また、本実施形態の空気極側集電部材200は、上述したように、以下の式(2)および(3)を満たしている。
ΔWb/2 < Wbm/2 ・・・(2)
Σtb < D ・・・(3)
そのため、本実施形態の空気極側集電部材200では、第1の金属部分211と第2の金属部分212とを備える金属部材210を曲げ加工(図8のS120)により製造する場合において、第2の金属部分212の幅(距離L2の位置における幅)Wbmを比較的大きくすることができ、かつ、第1の金属部分211と第2の金属部分212との両方の表面に被覆層220を均一に形成することができる。従って、本実施形態の空気極側集電部材200によれば、第2の金属部分212の幅(距離L2の位置における幅)Wbmが小さくなることに伴って空気極側集電部材200による集電機能が低下することを回避しつつ、被覆層220によって金属部材210からのCrの拡散を効果的に抑制することができる。
Further, as described above, the air electrode side current collector 200 of the present embodiment satisfies the following equations (2) and (3).
ΔWb / 2 <Wbm / 2 ... (2)
Σtb <D ... (3)
Therefore, in the air electrode side current collecting member 200 of the present embodiment, when the metal member 210 including the first metal portion 211 and the second metal portion 212 is manufactured by bending (S120 in FIG. 8), the first The width (width at the position of the distance L2) Wbm of the metal portion 212 of 2 can be made relatively large, and the coating layer 220 is provided on the surfaces of both the first metal portion 211 and the second metal portion 212. It can be formed uniformly. Therefore, according to the air pole side current collector 200 of the present embodiment, the width (width at the position of the distance L2) Wbm of the second metal portion 212 becomes smaller, and the air pole side current collector 200 collects the current. The coating layer 220 can effectively suppress the diffusion of Cr from the metal member 210 while avoiding the deterioration of the electric function.

また、本実施形態の空気極側集電部材200では、被覆層220は、スピネル型酸化物とペロブスカイト型酸化物との少なくとも一方を含むように構成されている。そのため、本実施形態の空気極側集電部材200によれば、被覆層220によって金属部材210からのCrの拡散を効果的に抑制することができる。 Further, in the air electrode side current collector 200 of the present embodiment, the coating layer 220 is configured to include at least one of a spinel type oxide and a perovskite type oxide. Therefore, according to the air electrode side current collector member 200 of the present embodiment, the diffusion of Cr from the metal member 210 can be effectively suppressed by the coating layer 220.

A-4.燃料極側集電部材300の詳細説明:
図16は、本実施形態における燃料極側集電部材300の詳細構成を示す説明図である。図16には、図7のX2部のXY断面構成が拡大して示されている。以下、主として図4、図7および図16を参照して、燃料極側集電部材300の詳細構成を説明する。なお、燃料極側集電部材300の構成は、上述した空気極側集電部材200の構成と類似しているため、以下では、燃料極側集電部材300の構成の内、空気極側集電部材200の構成と相違する点を中心に説明する。
A-4. Detailed explanation of the fuel electrode side current collector member 300:
FIG. 16 is an explanatory diagram showing a detailed configuration of the fuel pole side current collector member 300 in the present embodiment. FIG. 16 shows an enlarged XY cross-sectional structure of the X2 portion of FIG. 7. Hereinafter, the detailed configuration of the fuel electrode side current collector member 300 will be described mainly with reference to FIGS. 4, 7, and 16. Since the configuration of the fuel electrode side current collector 300 is similar to the configuration of the air electrode side current collector 200 described above, the following is a description of the air electrode side current collector among the configurations of the fuel electrode side current collector 300. The points different from the configuration of the electric member 200 will be mainly described.

図4、図7および図16に示すように、燃料極側集電部材300は、第1の導電性部分301と、第2の導電性部分302とを備えている。また、第2の導電性部分302は、第3の導電性部分303と、第4の導電性部分304とを有している。なお、本実施形態では、燃料極側集電部材300は、例えば、ニッケルやニッケル合金等の導電性材料により形成されている。燃料極側集電部材300は、空気極側集電部材200のように被覆層に覆われてはいない。 As shown in FIGS. 4, 7 and 16, the fuel pole side current collector member 300 includes a first conductive portion 301 and a second conductive portion 302. Further, the second conductive portion 302 has a third conductive portion 303 and a fourth conductive portion 304. In this embodiment, the fuel electrode side current collector member 300 is made of a conductive material such as nickel or nickel alloy. The fuel electrode side current collector member 300 is not covered with a coating layer like the air electrode side current collector member 200.

本実施形態では、燃料極側集電部材300の第1の導電性部分301は、インターコネクタ150(またはエンドプレート106)に接触しており、各第4の導電性部分304は、単セル110の燃料極116に接触している。また、第3の導電性部分303は、第1の導電性部分301と各第4の導電性部分304とをつないでいる。燃料極側集電部材300は、このような構成であるため、上述したように、単セル110の燃料極116とインターコネクタ150(またはエンドプレート106)とを電気的に接続する。 In the present embodiment, the first conductive portion 301 of the fuel electrode side current collector member 300 is in contact with the interconnector 150 (or the end plate 106), and each fourth conductive portion 304 is a single cell 110. Is in contact with the fuel electrode 116 of. Further, the third conductive portion 303 connects the first conductive portion 301 and each fourth conductive portion 304. Since the fuel pole side current collector member 300 has such a configuration, as described above, the fuel pole 116 of the single cell 110 and the interconnector 150 (or the end plate 106) are electrically connected.

なお、燃料極側集電部材300の第1の導電性部分301と第4の導電性部分304との間には、例えばマイカにより形成されたスペーサー149が配置されている。スペーサー149の存在により、燃料極側集電部材300が温度サイクルや反応ガス圧力変動による発電単位102の変形に追随し、燃料極側集電部材300を介した単セル110の燃料極116とインターコネクタ150(またはエンドプレート106)との電気的接続が良好に維持される。 A spacer 149 formed of, for example, a mica is arranged between the first conductive portion 301 and the fourth conductive portion 304 of the fuel electrode side current collector member 300. Due to the presence of the spacer 149, the fuel electrode side current collector member 300 follows the deformation of the power generation unit 102 due to the temperature cycle and the reaction gas pressure fluctuation, and interacts with the fuel electrode 116 of the single cell 110 via the fuel electrode side current collector member 300. Good electrical connection with connector 150 (or end plate 106) is maintained.

燃料極側集電部材300の第1の導電性部分301は、Z軸方向に直交する略平板状である。ここで、Z軸方向に直交する略平板状とは、Z軸方向に直交する厳密な平板形状に限られず、Z軸方向に直交する仮想平面に対して5度未満の傾きを有する部分を備える形状を含む。また、燃料極側集電部材300の第1の導電性部分301には、貫通孔HOaが形成されている。 The first conductive portion 301 of the fuel electrode side current collector member 300 has a substantially flat plate shape orthogonal to the Z-axis direction. Here, the substantially flat plate shape orthogonal to the Z-axis direction is not limited to a strict flat plate shape orthogonal to the Z-axis direction, and includes a portion having an inclination of less than 5 degrees with respect to a virtual plane orthogonal to the Z-axis direction. Including shape. Further, a through hole HOa is formed in the first conductive portion 301 of the fuel electrode side current collector member 300.

また、燃料極側集電部材300の第2の導電性部分302は、Z軸方向視における貫通孔HOaを形成する第1の導電性部分301の内周(より具体的には、図16のY3部の縁部)から、第1の導電性部分301の表面(Z軸に略平行な表面)に交差する方向に延伸する板状部分(すなわち、第3の導電性部分303)を含んでいる。本実施形態では、第1の導電性部分301の表面と第3の導電性部分303の表面とのなす角は、略90度である。また、第2の導電性部分302は、さらに、境界線BLとは反対側の先端側に、Z軸方向に直交する略平板状の部分(第4の導電性部分304)を含んでいる。本実施形態では、第3の導電性部分303の表面と第4の導電性部分304の表面とのなす角は、略90度である。 Further, the second conductive portion 302 of the fuel electrode side current collector member 300 is the inner circumference of the first conductive portion 301 forming the through hole HOa in the Z-axis direction (more specifically, FIG. 16). A plate-like portion (that is, a third conductive portion 303) extending in a direction intersecting the surface (surface substantially parallel to the Z axis) of the first conductive portion 301 from the edge portion of the Y3 portion) is included. There is. In the present embodiment, the angle formed by the surface of the first conductive portion 301 and the surface of the third conductive portion 303 is approximately 90 degrees. Further, the second conductive portion 302 further includes a substantially flat plate-shaped portion (fourth conductive portion 304) orthogonal to the Z-axis direction on the tip end side opposite to the boundary line BL. In the present embodiment, the angle formed by the surface of the third conductive portion 303 and the surface of the fourth conductive portion 304 is approximately 90 degrees.

燃料極側集電部材300の第1の導電性部分301に形成された貫通孔HOaは、第1の孔部分HP1と、第2の孔部分HP2と、第3の孔部分HP3とを有している。第1の孔部分HP1は、Z軸方向視で、第1の導電性部分301と第2の導電性部分302との境界線BLに直交する方向(Y軸方向であり、特許請求の範囲における第2の方向に相当する)において、仮想線分VSの全体に面している。ここで、仮想線分VSは、境界線BLを通る直線(すなわち、図16の第3の仮想直線VL3)と、第1の導電性部分301の貫通孔HOaを形成する内周と、の2つの交点P3,P4の間を結んだ仮想的な線分である。 The through hole HOa formed in the first conductive portion 301 of the fuel electrode side current collector member 300 has a first hole portion HP1, a second hole portion HP2, and a third hole portion HP3. ing. The first hole portion HP1 is a direction (Y-axis direction) orthogonal to the boundary line BL between the first conductive portion 301 and the second conductive portion 302 in the Z-axis direction, and is within the scope of claims. In (corresponding to the second direction), it faces the entire virtual line segment VS. Here, the virtual line segment VS has two: a straight line passing through the boundary line BL (that is, the third virtual straight line VL3 in FIG. 16) and the inner circumference forming the through hole HOa of the first conductive portion 301. It is a virtual line segment connecting two intersections P3 and P4.

また、第2の孔部分HP2は、Z軸方向視で、境界線BLに直交する方向(Y軸方向)において、仮想線分VSに対して第1の孔部分HP1とは反対側(Y軸負方向側)に位置し、かつ、仮想線分VSに平行な方向(X軸方向であり、特許請求の範囲における第3の方向に相当する)における境界線BLの一方側(X軸負方向側)で、第1の孔部分HP1に連続している。また、第3の孔部分HP3は、Z軸方向視で、境界線BLに直交する方向(Y軸方向)において、仮想線分VSに対して第1の孔部分HP1とは反対側(Y軸負方向側)に位置し、かつ、仮想線分VSに平行な方向(X軸方向)における境界線BLの他方側(X軸正方向側)で、第1の孔部分HP1に連続している。 Further, the second hole portion HP2 is on the opposite side (Y axis) of the virtual line segment VS with respect to the virtual line segment VS in the direction orthogonal to the boundary line BL (Y-axis direction) in the Z-axis direction. One side (X-axis negative direction) of the boundary line BL located on the negative direction side) and in the direction parallel to the virtual line segment VS (X-axis direction and corresponding to the third direction in the scope of the patent claim). On the side), it is continuous with the first hole portion HP1. Further, the third hole portion HP3 is on the opposite side (Y axis) of the virtual line segment VS with respect to the virtual line segment VS in the direction orthogonal to the boundary line BL (Y-axis direction) in the Z-axis direction. It is located on the negative direction side) and is continuous with the first hole portion HP1 on the other side (X-axis positive direction side) of the boundary line BL in the direction parallel to the virtual line segment VS (X-axis direction). ..

また、本実施形態では、上記仮想線分VS上における第1の導電性部分301の幅と、第2の導電性部分302の幅とは、互いに等しくなっている。すなわち、第1の導電性部分301と第2の導電性部分302との境界線BLの位置に、段差が存在しない。 Further, in the present embodiment, the width of the first conductive portion 301 and the width of the second conductive portion 302 on the virtual line segment VS are equal to each other. That is, there is no step at the position of the boundary line BL between the first conductive portion 301 and the second conductive portion 302.

上述した構成の燃料極側集電部材300は、図8を参照して上述した空気極側集電部材200の製造方法と同様の方法により製造することができる。ただし、燃料極側集電部材300の製造の際の曲げ起こし・折り曲げ加工の方向・角度は、空気極側集電部材200の製造の際のものとは異なる。また、燃料極側集電部材300は被覆層220を有していないため、空気極側集電部材200の製造の際に実行される被覆層220の形成工程は、燃料極側集電部材300の製造の際には実行されない。 The fuel pole side current collector member 300 having the above-described configuration can be manufactured by the same method as the above-mentioned manufacturing method of the air pole side current collector member 200 with reference to FIG. However, the direction and angle of the bending raising / bending process during the manufacture of the fuel pole side current collector member 300 are different from those during the manufacture of the air pole side current collector member 200. Further, since the fuel electrode side current collector member 300 does not have the coating layer 220, the step of forming the coating layer 220 executed when the air electrode side current collector member 200 is manufactured is the fuel electrode side current collector member 300. Not performed during the manufacture of.

以上説明したように、本実施形態の燃料極側集電部材300は、金属製の第1の導電性部分301と、金属製の第2の導電性部分302とを備える。第1の導電性部分301は、Z軸方向に直交する略平板状の部分である。第1の導電性部分301には、貫通孔HOaが形成されている。また、第2の導電性部分302は、Z軸方向視における貫通孔HOaを形成する第1の導電性部分301の内周から、第1の導電性部分301の表面に交差する方向に延伸する板状部分(第3の導電性部分303)を含んでいる。また、第1の導電性部分301に形成された貫通孔HOaは、第1の孔部分HP1と、第2の孔部分HP2と、第3の孔部分HP3とを有する。第1の孔部分HP1は、Z軸方向視で、第1の導電性部分301と第2の導電性部分302との境界線BLに直交する方向(Y軸方向)において、境界線BLを通る直線(第3の仮想直線VL3)と第1の導電性部分301の内周との2つの交点P3,P4の間を結んだ仮想線分VSの全体に面している。第2の孔部分HP2は、境界線BLに直交する方向(Y軸方向)において、仮想線分VSに対して第1の孔部分HP1とは反対側に位置し、かつ、仮想線分VSに平行な方向(X軸方向)における境界線BLの一方側(X軸負方向側)で、第1の孔部分HP1に連続している。また、第3の孔部分HP3は、境界線BLに直交する方向(Y軸方向)において、仮想線分VSに対して第1の孔部分HP1とは反対側に位置し、かつ、仮想線分VSに平行な方向(X軸方向)における境界線BLの他方側(X軸正方向側)で、第1の孔部分HP1に連続している。従って、本実施形態の燃料極側集電部材300によれば、空気極側集電部材200について上述したのと同様に、燃料極側集電部材300の特定の箇所(例えば、第1の導電性部分301と第2の導電性部分302との境界線BLに直交する第2の方向(Y軸方向)における貫通孔HOaの端部に面する箇所の内、屈曲している部分を構成する箇所(図16に示す孔端部対向部Y4))に応力が集中することを抑制することができ、燃料極側集電部材300の特定の箇所においてひび割れが発生することを抑制することができる。 As described above, the fuel pole side current collector member 300 of the present embodiment includes a first metal conductive portion 301 and a second metal conductive portion 302. The first conductive portion 301 is a substantially flat plate-shaped portion orthogonal to the Z-axis direction. A through hole HOa is formed in the first conductive portion 301. Further, the second conductive portion 302 extends from the inner circumference of the first conductive portion 301 forming the through hole HOa in the Z-axis direction in a direction intersecting the surface of the first conductive portion 301. It includes a plate-shaped portion (third conductive portion 303). Further, the through hole HOa formed in the first conductive portion 301 has a first hole portion HP1, a second hole portion HP2, and a third hole portion HP3. The first hole portion HP1 passes through the boundary line BL in the direction orthogonal to the boundary line BL between the first conductive portion 301 and the second conductive portion 302 (Y-axis direction) in the Z-axis direction. It faces the entire virtual line segment VS connecting between the two intersections P3 and P4 of the straight line (third virtual straight line VL3) and the inner circumference of the first conductive portion 301. The second hole portion HP2 is located on the side opposite to the first hole portion HP1 with respect to the virtual line segment VS in the direction orthogonal to the boundary line BL (Y-axis direction), and is in the virtual line segment VS. It is continuous with the first hole portion HP1 on one side (X-axis negative direction side) of the boundary line BL in the parallel direction (X-axis direction). Further, the third hole portion HP3 is located on the side opposite to the first hole portion HP1 with respect to the virtual line segment VS in the direction orthogonal to the boundary line BL (Y-axis direction), and the virtual line segment It is continuous with the first hole portion HP1 on the other side (X-axis positive direction side) of the boundary line BL in the direction parallel to VS (X-axis direction). Therefore, according to the fuel electrode side current collector member 300 of the present embodiment, the specific location (for example, the first conductivity) of the fuel electrode side current collector member 300 is the same as described above for the air electrode side current collector member 200. The bent portion of the portion facing the end of the through hole HOa in the second direction (Y-axis direction) orthogonal to the boundary line BL between the sex portion 301 and the second conductive portion 302 constitutes. It is possible to suppress the concentration of stress at a location (the hole end facing portion Y4 shown in FIG. 16), and it is possible to suppress the occurrence of cracks at a specific location of the fuel electrode side current collector member 300. ..

また、本実施形態の燃料極側集電部材300では、上記仮想線分VS上における第1の導電性部分301の幅と第2の導電性部分302の幅とが互いに等しい。すなわち、第1の導電性部分301と第2の導電性部分302との境界線BLの位置に、段差が存在しない。そのため、本実施形態の燃料極側集電部材300によれば、燃料極側集電部材300の特定の箇所(例えば、孔端部対向部Y4)に応力が集中することを効果的に抑制することができ、燃料極側集電部材300の特定の箇所においてひび割れが発生することを効果的に抑制することができる。 Further, in the fuel pole side current collector member 300 of the present embodiment, the width of the first conductive portion 301 and the width of the second conductive portion 302 on the virtual line segment VS are equal to each other. That is, there is no step at the position of the boundary line BL between the first conductive portion 301 and the second conductive portion 302. Therefore, according to the fuel pole side current collector member 300 of the present embodiment, it is possible to effectively suppress the concentration of stress on a specific portion (for example, the hole end facing portion Y4) of the fuel pole side current collector member 300. Therefore, it is possible to effectively suppress the occurrence of cracks at a specific portion of the fuel electrode side current collector member 300.

B.変形例:
本明細書で開示される技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。
B. Modification example:
The technique disclosed in the present specification is not limited to the above-described embodiment, and can be transformed into various forms without departing from the gist thereof, and for example, the following modifications are also possible.

上記実施形態における単セル110、空気極側集電部材200、燃料極側集電部材300、発電単位102または燃料電池スタック100の構成は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、上記実施形態の空気極側集電部材200では、仮想線分VS上における第1の導電性部分231の幅と第2の導電性部分232の幅とが互いに等しいとしているが(図12参照)、図17に示す変形例の空気極側集電部材200のように、仮想線分VS上における第1の導電性部分231の幅が、第2の導電性部分232の幅より大きいとしてもよい。図17に示す変形例の空気極側集電部材200においても、上記実施形態の空気極側集電部材200と同様に、第1の導電性部分231に形成された貫通孔HOcが、第1の導電性部分231と第2の導電性部分232との境界線BLを通る直線(第1の仮想直線VL1)と第1の導電性部分231の内周との2つの交点P1,P2の間を結んだ仮想線分VSによって、第1の孔部分HP1と第2の孔部分HP2と第3の孔部分HP3とに分けられている。そのため、図17に示す変形例の空気極側集電部材200では、孔端部対向部Y2(すなわち、第1の導電性部分231と第2の導電性部分232との境界線BLに直交する第2の方向(ただし、第2の導電性部分232の先端側とは反対の方向)における貫通孔HOcの端部に面する箇所の内、屈曲している部分を構成する箇所)が、第1の導電性部分231と第2の導電性部分232との境界線BLの位置に一致しない。すなわち、図17に示す比較例の空気極側集電部材200における孔端部対向部Y2は、第1の導電性部分231と第2の導電性部分232との境界線BLの位置のように、第1の導電性部分231に略平行な表面に交差する方向に延伸した第3の導電性部分233と連続しておらず(たとえば、折れ曲がってはおらず)、第1の導電性部分231に略平行な略平板形状となる。そのため、図17に示す変形例の空気極側集電部材200においても、例えば、燃料電池スタック100の運転時等において空気極側集電部材200が熱膨張・熱収縮を繰り返すことに伴い生ずる応力が、空気極側集電部材200の特定の箇所(例えば、孔端部対向部Y2)に集中することを抑制することができる。従って、図17に示す変形例の空気極側集電部材200においても、空気極側集電部材200の特定の箇所においてひび割れが発生することを抑制することができる。 The configuration of the single cell 110, the air pole side current collecting member 200, the fuel pole side current collecting member 300, the power generation unit 102, or the fuel cell stack 100 in the above embodiment is merely an example and can be variously modified. For example, in the air pole side current collector 200 of the above embodiment, the width of the first conductive portion 231 and the width of the second conductive portion 232 on the virtual line segment VS are equal to each other (FIG. 12). (See), assuming that the width of the first conductive portion 231 on the virtual line segment VS is larger than the width of the second conductive portion 232 as in the modified example of the air pole side current collector 200 shown in FIG. May be good. In the air pole side current collector 200 of the modified example shown in FIG. 17, the through hole HOc formed in the first conductive portion 231 is the first, as in the air pole side current collector 200 of the above embodiment. Between the two intersections P1 and P2 of the straight line (first virtual straight line VL1) passing through the boundary line BL between the conductive portion 231 and the second conductive portion 232 and the inner circumference of the first conductive portion 231. It is divided into a first hole portion HP1, a second hole portion HP2, and a third hole portion HP3 by a virtual line segment VS connecting the two. Therefore, in the modified example of the current collector 200 on the air electrode side shown in FIG. 17, the hole end facing portion Y2 (that is, orthogonal to the boundary line BL between the first conductive portion 231 and the second conductive portion 232). The portion facing the end of the through hole HOc in the second direction (however, the direction opposite to the tip end side of the second conductive portion 232) is the portion constituting the bent portion). It does not match the position of the boundary line BL between the conductive portion 231 of 1 and the conductive portion 232 of the second. That is, the hole end facing portion Y2 in the air pole side current collecting member 200 of the comparative example shown in FIG. 17 is like the position of the boundary line BL between the first conductive portion 231 and the second conductive portion 232. , Not continuous with the third conductive portion 233 stretched in a direction intersecting a surface substantially parallel to the first conductive portion 231 (eg, not bent) and to the first conductive portion 231. It has a substantially parallel flat plate shape. Therefore, even in the modified example of the air electrode side current collector 200 shown in FIG. 17, the stress generated by the air electrode side current collector 200 repeating thermal expansion and contraction during operation of the fuel cell stack 100, for example. However, it is possible to prevent the air electrode side current collecting member 200 from concentrating on a specific portion (for example, the hole end facing portion Y2). Therefore, even in the modified example of the air electrode side current collector 200 shown in FIG. 17, it is possible to suppress the occurrence of cracks at a specific portion of the air electrode side current collector 200.

また、上記実施形態では、空気極側集電部材200の第2の導電性部分232を境界線BLを基準として第1の導電性部分231に略平行な姿勢となるように回転させた仮想状態(図14参照)において、第2の導電性部分232のZ軸方向視での形状が略矩形であるが、図18および図19に示す変形例の空気極側集電部材200のように、仮想状態(図19に示す状態)において、第2の導電性部分232のZ軸方向視での形状が他の形状(例えば、略台形)であるとしてもよい。 Further, in the above embodiment, a virtual state in which the second conductive portion 232 of the air electrode side current collecting member 200 is rotated so as to be substantially parallel to the first conductive portion 231 with reference to the boundary line BL. In (see FIG. 14), the shape of the second conductive portion 232 in the Z-axis direction is substantially rectangular, but like the air electrode side current collecting member 200 of the modified example shown in FIGS. 18 and 19. In the virtual state (state shown in FIG. 19), the shape of the second conductive portion 232 in the Z-axis direction may be another shape (for example, a substantially trapezoidal shape).

なお、図18および図19に示す変形例の空気極側集電部材200では、上記実施形態の空気極側集電部材200と同様に、仮想状態(図19)において以下の式(2)および(3)を満たしている。
ΔWb/2 < Wbm/2 ・・・(2)
Σtb < D ・・・(3)
In the modified air pole side current collector 200 shown in FIGS. 18 and 19, the following equation (2) and the following equation (2) and the following equation (2) and (3) is satisfied.
ΔWb / 2 <Wbm / 2 ... (2)
Σtb <D ... (3)

また、図18および図19に示す変形例の空気極側集電部材200では、上記実施形態の空気極側集電部材200と同様に、仮想状態ではない通常の状態(図18)において以下の式(1)を満たしている。
2×ta < ΔWa/2 < Wam/2 ・・・(1)
Further, in the modified air pole side current collector member 200 shown in FIGS. 18 and 19, the following is performed in a normal state (FIG. 18) which is not a virtual state, like the air pole side current collector member 200 of the above embodiment. Equation (1) is satisfied.
2 × ta <ΔWa / 2 <Wam / 2 ・ ・ ・ (1)

また、上記実施形態では、空気極側集電部材200の第2の導電性部分232が、第3の導電性部分233(すなわち、第1の導電性部分231の表面に交差する方向に延伸する板状部分)と、第4の導電性部分234(すなわち、Z軸方向に直交する略平板状の部分)とから構成されているが、第2の導電性部分232が、第4の導電性部分234を有さず、第3の導電性部分233のみから構成されるとしてもよい。このような構成では、第3の導電性部分233が空気極114に接続されることとなる。 Further, in the above embodiment, the second conductive portion 232 of the air electrode side current collector member 200 extends in a direction intersecting the surface of the third conductive portion 233 (that is, the first conductive portion 231). It is composed of a plate-shaped portion) and a fourth conductive portion 234 (that is, a substantially flat plate-shaped portion orthogonal to the Z-axis direction), and the second conductive portion 232 is the fourth conductive portion. It may be composed of only the third conductive portion 233 without having the portion 234. In such a configuration, the third conductive portion 233 will be connected to the air electrode 114.

同様に、上記実施形態では、燃料極側集電部材300の第2の導電性部分302が、第3の導電性部分303(すなわち、第1の導電性部分301の表面に交差する方向に延伸する板状部分)と、第4の導電性部分304(すなわち、Z軸方向に直交する略平板状の部分)とから構成されているが、第2の導電性部分302が、第4の導電性部分304を有さず、第3の導電性部分303のみから構成されるとしてもよい。このような構成では、第3の導電性部分303が燃料極116に接続されることとなる。 Similarly, in the above embodiment, the second conductive portion 302 of the fuel electrode side current collector member 300 extends in a direction intersecting the surface of the third conductive portion 303 (that is, the first conductive portion 301). A plate-shaped portion) and a fourth conductive portion 304 (that is, a substantially flat plate-shaped portion orthogonal to the Z-axis direction), wherein the second conductive portion 302 is a fourth conductive portion. It may be composed of only the third conductive portion 303 without having the sex portion 304. In such a configuration, the third conductive portion 303 will be connected to the fuel electrode 116.

また、上記実施形態では、空気極側集電部材200の第1の導電性部分231がインターコネクタ150(またはエンドプレート104)に接触しており、第2の導電性部分232を構成する第4の導電性部分234が空気極114に接触しているが、反対に、第2の導電性部分232がインターコネクタ150(またはエンドプレート104)に接触しており、第1の導電性部分231が空気極114に接触しているとしてもよい。 Further, in the above embodiment, the first conductive portion 231 of the air electrode side current collector member 200 is in contact with the interconnector 150 (or the end plate 104), and the fourth conductive portion 232 constitutes the second conductive portion 232. The conductive portion 234 of the above is in contact with the air electrode 114, whereas the second conductive portion 232 is in contact with the interconnector 150 (or end plate 104) and the first conductive portion 231 is in contact with the air electrode 114. It may be in contact with the air electrode 114.

同様に、上記実施形態では、燃料極側集電部材300の第1の導電性部分301がインターコネクタ150(またはエンドプレート106)に接触しており、第2の導電性部分302を構成する第4の導電性部分304が燃料極116に接触しているが、反対に、第2の導電性部分302がインターコネクタ150(またはエンドプレート106)に接触しており、第1の導電性部分301が燃料極116に接触しているとしてもよい。 Similarly, in the above embodiment, the first conductive portion 301 of the fuel electrode side current collector member 300 is in contact with the interconnector 150 (or the end plate 106), and the second conductive portion 302 constitutes the second conductive portion 302. The conductive portion 304 of 4 is in contact with the fuel electrode 116, whereas the second conductive portion 302 is in contact with the interconnector 150 (or end plate 106), and conversely, the first conductive portion 301. May be in contact with the fuel electrode 116.

また、上記実施形態において、空気極側集電部材200の形状が、燃料極側集電部材300の形状と同様の形状であるとしてもよい。すなわち、上記実施形態における空気極側集電部材200の形状は、第1の導電性部分231を基準とした第3の導電性部分233の曲げ方向(回転方向)と、第3の導電性部分233を基準とした第4の導電性部分234の曲げ方向(回転方向)とが反対方向である形状であるが、燃料極側集電部材300と同様に、両者の曲げ方向が同一方向である形状であるとしてもよい。 Further, in the above embodiment, the shape of the air pole side current collector member 200 may be the same as the shape of the fuel pole side current collector member 300. That is, the shape of the air electrode side current collector 200 in the above embodiment is the bending direction (rotational direction) of the third conductive portion 233 with respect to the first conductive portion 231 and the third conductive portion. The shape is such that the bending direction (rotation direction) of the fourth conductive portion 234 with respect to 233 is opposite, but the bending directions of both are the same as in the fuel electrode side current collector member 300. It may be a shape.

同様に、上記実施形態において、燃料極側集電部材300の形状が、空気極側集電部材200の形状と同様の形状であるとしてもよい。すなわち、上記実施形態における燃料極側集電部材300の形状は、第1の導電性部分301を基準とした第3の導電性部分303の曲げ方向(回転方向)と、第3の導電性部分303を基準とした第4の導電性部分304の曲げ方向(回転方向)とが同一方向である形状であるが、空気極側集電部材200と同様に、両者の曲げ方向が反対方向である形状であるとしてもよい。 Similarly, in the above embodiment, the shape of the fuel pole side current collector member 300 may be the same as the shape of the air pole side current collector member 200. That is, the shape of the fuel pole side current collector member 300 in the above embodiment is the bending direction (rotational direction) of the third conductive portion 303 with respect to the first conductive portion 301 and the third conductive portion. The shape is such that the bending direction (rotation direction) of the fourth conductive portion 304 with respect to 303 is the same direction, but the bending directions of both are opposite to each other, as in the case of the air electrode side current collector member 200. It may be a shape.

また、上記実施形態では、空気極側集電部材200が、金属部材210と被覆層220とから構成されているが、空気極側集電部材200が、被覆層220を有さず、金属部材210のみから構成されるとしてもよい。また、上記実施形態では、燃料極側集電部材300が被覆層を有さないが、燃料極側集電部材300が、Crを含む金属(例えば、フェライト系ステンレス等)により形成された金属部材と、導電性材料(例えば、Ni等)により形成され、該金属部材を覆う被覆層とから構成されるとしてもよい。 Further, in the above embodiment, the air electrode side current collector 200 is composed of the metal member 210 and the coating layer 220, but the air electrode side current collector 200 does not have the coating layer 220 and is a metal member. It may be composed of only 210. Further, in the above embodiment, the fuel electrode side current collecting member 300 does not have a coating layer, but the fuel electrode side current collecting member 300 is a metal member formed of a metal containing Cr (for example, ferritic stainless steel). And may be composed of a coating layer formed of a conductive material (for example, Ni or the like) and covering the metal member.

また、上記実施形態では、空気極側集電部材200が接合層を介さずに空気極114に接しているが、空気極側集電部材200が接合層を介して空気極114に接しているとしてもよい。また、上記実施形態では、燃料極側集電部材300が接合層を介さずに燃料極116に接しているが、燃料極側集電部材300が接合層を介して燃料極116に接するとしてもよい。 Further, in the above embodiment, the air electrode side current collecting member 200 is in contact with the air electrode 114 without passing through the bonding layer, but the air electrode side current collecting member 200 is in contact with the air electrode 114 via the bonding layer. May be. Further, in the above embodiment, the fuel electrode side current collector member 300 is in contact with the fuel electrode 116 without passing through the junction layer, but even if the fuel electrode side current collector member 300 is in contact with the fuel electrode 116 via the junction layer. good.

また、上記実施形態では、空気極側集電部材200の第1の導電性部分231と空気極114との間、および、第4の金属部分214とインターコネクタ150(またはエンドプレート104)との間に、スペーサー139が配置されているが、これらのスペーサー139の内の一方または両方が配置されないとしてもよい。 Further, in the above embodiment, between the first conductive portion 231 and the air pole 114 of the air electrode side current collector member 200, and between the fourth metal portion 214 and the interconnector 150 (or the end plate 104). Spacers 139 are arranged between them, but one or both of these spacers 139 may not be arranged.

また、上記実施形態において、第2の孔部分HP2を形成する角部の内、X軸方向(第3の方向)において第3の孔部分HP3に最も近い角部と、第3の孔部分HP3を形成する角部の内、X軸方向(第3の方向)において第2の孔部分HP2に最も近い角部と、の少なくとも一方は、R形状であるとしてもよい。図12等に示すように、第2の孔部分HP2を形成する角部の内、X軸方向(第3の方向)において第3の孔部分HP3に最も近い角部、および、第3の孔部分HP3を形成する角部の内、X軸方向(第3の方向)において第2の孔部分HP2に最も近い角部は、空気極側集電部材200における孔端部対向部Y2である。そのため、それらの角部の少なくとも一方をR形状とすれば、応力が集中することを極めて効果的に抑制することができ、ひび割れが発生することを極めて効果的に抑制することができる。なお、R形状の曲率は、0.1mm~1mm以上であることが好ましく、0.25mm~0.75mm以下であることが好ましい。 Further, in the above embodiment, among the corner portions forming the second hole portion HP2, the corner portion closest to the third hole portion HP3 in the X-axis direction (third direction) and the third hole portion HP3. Of the corner portions forming the above, at least one of the corner portions closest to the second hole portion HP2 in the X-axis direction (third direction) may be R-shaped. As shown in FIG. 12 and the like, among the corners forming the second hole HP2, the corner closest to the third hole HP3 in the X-axis direction (third direction) and the third hole. Among the corners forming the partial HP3, the corner closest to the second hole portion HP2 in the X-axis direction (third direction) is the hole end facing portion Y2 in the air electrode side current collector member 200. Therefore, if at least one of these corners has an R shape, the concentration of stress can be suppressed extremely effectively, and the occurrence of cracks can be suppressed extremely effectively. The curvature of the R shape is preferably 0.1 mm to 1 mm or more, and preferably 0.25 mm to 0.75 mm or less.

また、上記実施形態において、燃料電池スタック100に含まれる発電単位102の個数は、あくまで一例であり、発電単位102の個数は燃料電池スタック100に要求される出力電圧等に応じて適宜決められる。また、燃料電池スタック100を構成する複数の発電単位102のすべてにおける空気極側集電部材200および燃料極側集電部材300の両方について、上記実施形態で説明した構成が採用されている必要はなく、燃料電池スタック100を構成する複数の発電単位102の少なくとも1つにおける空気極側集電部材200と燃料極側集電部材300との少なくとも一方について、上記実施形態で説明した構成が採用されていればよい。 Further, in the above embodiment, the number of power generation units 102 included in the fuel cell stack 100 is only an example, and the number of power generation units 102 is appropriately determined according to the output voltage and the like required for the fuel cell stack 100. Further, it is necessary that the configurations described in the above embodiments are adopted for both the air pole side current collecting member 200 and the fuel pole side current collecting member 300 in all of the plurality of power generation units 102 constituting the fuel cell stack 100. Instead, the configuration described in the above embodiment is adopted for at least one of the air pole side current collecting member 200 and the fuel pole side current collecting member 300 in at least one of the plurality of power generation units 102 constituting the fuel cell stack 100. You just have to.

また、上記実施形態では、燃料電池スタック100に、ガスの供給または排出のための流路であるマニホールド161,162,171,172が形成されているが、これらのマニホールド161,162,171,172の内の少なくとも1つに関し、このような流路が形成されず、燃料電池スタック100の外部とガス室(空気室166または燃料室176)との間のガスのやりとりが直接行われるとしてもよい。 Further, in the above embodiment, the fuel cell stack 100 is formed with manifolds 161, 162, 171 and 172 which are flow paths for supplying or discharging gas, and these manifolds 161, 162, 171 and 172 are formed. Such a flow path may not be formed for at least one of the fuel cells, and gas may be directly exchanged between the outside of the fuel cell stack 100 and the gas chamber (air chamber 166 or fuel chamber 176). ..

また、上記実施形態における各部材を構成する材料は、あくまで例示であり、各部材が他の材料により構成されていてもよい。例えば、上記実施形態では、空気極側集電部材200を構成する金属部材210がフェライト系ステンレスにより形成されているが、金属部材210が他の材料により形成されてもよい。また、上記実施形態では、空気極側集電部材200を構成する被覆層220がスピネル型酸化物とペロブスカイト型酸化物との少なくとも一方を含むように構成されているが、被覆層220がスピネル型酸化物およびペロブスカイト型酸化物以外の他の材料により形成されてもよい。 Further, the material constituting each member in the above embodiment is merely an example, and each member may be composed of another material. For example, in the above embodiment, the metal member 210 constituting the air electrode side current collector member 200 is made of ferritic stainless steel, but the metal member 210 may be made of another material. Further, in the above embodiment, the coating layer 220 constituting the air electrode side current collecting member 200 is configured to contain at least one of a spinel type oxide and a perovskite type oxide, but the coating layer 220 is a spinel type. It may be formed of materials other than oxides and perovskite-type oxides.

また、上記実施形態における燃料極側集電部材300および空気極側集電部材200の製造方法は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、燃料極側集電部材300および/または空気極側集電部材200の製造の際に、上述した曲げ加工の代わりに、切削や鋳造、接合、エッチング等が行われるとしてもよい。 Further, the method of manufacturing the fuel electrode side current collector member 300 and the air electrode side current collector member 200 in the above embodiment is merely an example and can be variously modified. For example, when manufacturing the fuel electrode side current collector member 300 and / or the air electrode side current collector member 200, cutting, casting, joining, etching, or the like may be performed instead of the above-mentioned bending process.

また、上記実施形態では、燃料電池スタック100は複数の略平板状の発電単位102(単セル110)が並べて配置された構成であるが、本発明は、他の形状(例えば円筒状)の発電単位(単セル)が複数並べて配置された燃料電池スタックにも同様に適用可能である。 Further, in the above embodiment, the fuel cell stack 100 has a configuration in which a plurality of substantially flat plate-shaped power generation units 102 (single cell 110) are arranged side by side, but the present invention has a power generation of another shape (for example, a cylindrical shape). The same applies to a fuel cell stack in which a plurality of units (single cells) are arranged side by side.

また、上記実施形態では、燃料ガスに含まれる水素と酸化剤ガスに含まれる酸素との電気化学反応を利用して発電を行うSOFCを対象としているが、本発明は、水の電気分解反応を利用して水素の生成を行う固体酸化物形電解セル(SOEC)の構成単位である電解セル単位や、複数の電解セル単位を備える電解セルスタックにも同様に適用可能である。なお、電解セルスタックの構成は、例えば特開2016-81813号公報に記載されているように公知であるためここでは詳述しないが、概略的には上述した実施形態における燃料電池スタック100と同様の構成である。すなわち、上述した実施形態における燃料電池スタック100を電解セルスタックと読み替え、発電単位102を電解セル単位と読み替え、単セル110を電解単セルと読み替えればよい。ただし、電解セルスタックの運転の際には、空気極114がプラス(陽極)で燃料極116がマイナス(陰極)となるように両電極間に電圧が印加されると共に、連通孔108を介して原料ガスとしての水蒸気が供給される。これにより、各電解セル単位において水の電気分解反応が起こり、燃料室176で水素ガスが発生し、連通孔108を介して電解セルスタックの外部に水素が取り出される。このような構成の電解セル単位および電解セルスタックにおいても、上述した構成の空気極側集電部材200や燃料極側集電部材300を採用することにより、空気極側集電部材200や燃料極側集電部材300の特定の箇所においてひび割れが発生することを抑制することができる。 Further, in the above embodiment, the SOFC that generates power by utilizing the electrochemical reaction between hydrogen contained in the fuel gas and oxygen contained in the oxidizing agent gas is targeted, but the present invention relates to an electrolysis reaction of water. It is also applicable to an electrolytic cell unit, which is a constituent unit of a solid oxide type electrolytic cell (SOEC) that uses it to generate hydrogen, and an electrolytic cell stack having a plurality of electrolytic cell units. The configuration of the electrolytic cell stack is not described in detail here because it is known, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-81813, but is schematically the same as the fuel cell stack 100 in the above-described embodiment. It is the composition of. That is, the fuel cell stack 100 in the above-described embodiment may be read as an electrolytic cell stack, the power generation unit 102 may be read as an electrolytic cell unit, and the single cell 110 may be read as an electrolytic cell. However, during the operation of the electrolytic cell stack, a voltage is applied between both electrodes so that the air electrode 114 is positive (anode) and the fuel electrode 116 is negative (cathode), and the voltage is applied through the communication hole 108. Steam as a raw material gas is supplied. As a result, an electrolysis reaction of water occurs in each electrolytic cell unit, hydrogen gas is generated in the fuel chamber 176, and hydrogen is taken out to the outside of the electrolytic cell stack through the communication hole 108. Even in the electrolytic cell unit and the electrolytic cell stack having such a configuration, by adopting the air electrode side current collector member 200 and the fuel electrode side current collector member 300 having the above-described configuration, the air electrode side current collector member 200 and the fuel electrode can be used. It is possible to suppress the occurrence of cracks at a specific location of the side current collector member 300.

また、上記実施形態では、固体酸化物形燃料電池(SOFC)を例に説明したが、本発明は、溶融炭酸塩形燃料電池(MCFC)といった他のタイプの燃料電池(または電解セル)にも適用可能である。また、本発明は、電気化学反応単位を構成する集電部材に限らず、金属を含み、第1の方向に直交する略平板状であり、貫通孔が形成された第1の導電性部分と、金属を含み、前記第1の方向視における前記貫通孔を形成する前記第1の導電性部分の内周から前記第1の導電性部分の表面に交差する方向に延伸する板状部分を含む第2の導電性部分と、を備える導電性部材一般に適用可能である。 Further, in the above embodiment, the solid oxide fuel cell (SOFC) has been described as an example, but the present invention can also be applied to other types of fuel cells (or electrolytic cells) such as a molten carbonate fuel cell (MCFC). Applicable. Further, the present invention is not limited to the current collecting member constituting the electrochemical reaction unit, but is a substantially flat plate shape containing a metal and orthogonal to the first direction, and the first conductive portion having a through hole formed therein. Includes a plate-like portion that contains metal and extends in a direction intersecting the surface of the first conductive portion from the inner circumference of the first conductive portion that forms the through hole in the first directional view. It is generally applicable to a conductive member comprising a second conductive portion.

22:ボルト 24:ナット 26:絶縁シート 27:ガス通路部材 28:本体部 29:分岐部 100:燃料電池スタック 102:燃料電池発電単位 104:エンドプレート 106:エンドプレート 108:連通孔 110:単セル 112:電解質層 114:空気極 116:燃料極 120:セパレータ 121:孔 124:接合部 130:空気極側フレーム 131:孔 132:酸化剤ガス供給連通孔 133:酸化剤ガス排出連通孔 139:スペーサー 140:燃料極側フレーム 141:孔 142:燃料ガス供給連通孔 143:燃料ガス排出連通孔 149:スペーサー 150:インターコネクタ 152:被覆層 161:酸化剤ガス導入マニホールド 162:酸化剤ガス排出マニホールド 166:空気室 171:燃料ガス導入マニホールド 172:燃料ガス排出マニホールド 176:燃料室 200:空気極側集電部材 210:金属部材 211:第1の金属部分 212:第2の金属部分 213:第3の金属部分 214:第4の金属部分 218:酸化被膜層 220:被覆層 231:第1の導電性部分 232:第2の導電性部分 233:第3の導電性部分 234:第4の導電性部分 300:燃料極側集電部材 301:第1の導電性部分 302:第2の導電性部分 303:第3の導電性部分 304:第4の導電性部分 22: Bolt 24: Nut 26: Insulation sheet 27: Gas passage member 28: Main body 29: Branch 100: Fuel cell stack 102: Fuel cell power generation unit 104: End plate 106: End plate 108: Communication hole 110: Single cell 112: Electrolyte layer 114: Air electrode 116: Fuel electrode 120: Separator 121: Hole 124: Joint 130: Air electrode side frame 131: Hole 132: Oxidizing agent gas supply communication hole 133: Oxidizing agent gas discharge communication hole 139: Spacer 140: Fuel pole side frame 141: Hole 142: Fuel gas supply communication hole 143: Fuel gas discharge communication hole 149: Spacer 150: Interconnector 152: Coating layer 161: Oxidating agent gas introduction manifold 162: Oxidating agent gas discharge manifold 166: Air chamber 171: Fuel gas introduction manifold 172: Fuel gas discharge manifold 176: Fuel chamber 200: Air electrode side current collector 210: Metal member 211: First metal part 212: Second metal part 213: Third metal Part 214: Fourth metal part 218: Oxide coating layer 220: Coating layer 231: First conductive part 232: Second conductive part 233: Third conductive part 234: Fourth conductive part 300 : Fuel pole side current collector 301: First conductive part 302: Second conductive part 303: Third conductive part 304: Fourth conductive part

Claims (11)

金属を含み、第1の方向に直交する略平板状であり、貫通孔が形成された第1の導電性部分と、金属を含み、前記第1の方向視における前記貫通孔を形成する前記第1の導電性部分の内周から前記第1の導電性部分の表面に交差する方向に曲げ起こされて延伸する第1の板状部分を含む第2の導電性部分と、を備える導電性部材において、
前記第2の導電性部分は、さらに、前記第1の方向に直交する略平板状の第2の板状部分であって、前記第1の導電性部分の前記内周から前記第1の導電性部分の表面に交差する方向に曲げ起こされて延伸する前記第1の板状部分の先端から、前記第1の方向視で前記第1の導電性部分と前記第2の導電性部分との境界線を基準として前記第1の導電性部分側から前記貫通孔側に向かう方向に曲げ起こされて延伸する第2の板状部分を含み、
前記貫通孔は、
前記第1の方向視で、
前記第1の導電性部分と前記第2の導電性部分との前記境界線に直交する第2の方向において、前記境界線を通る直線と前記第1の導電性部分の内周との2つの交点の間を結んだ仮想線分の全体に面する第1の孔部分と、
前記第2の方向において、前記仮想線分に対して前記第1の孔部分とは反対側に位置し、かつ、前記仮想線分に平行な第3の方向における前記境界線の一方側で、前記第1の孔部分に連続する第2の孔部分と、
前記第2の方向において、前記仮想線分に対して前記第1の孔部分とは反対側に位置し、かつ、前記第3の方向における前記境界線の他方側で、前記第1の孔部分に連続する第3の孔部分と、
を有することを特徴とする、導電性部材。
The first conductive portion containing a metal and having a substantially flat plate shape orthogonal to the first direction and having a through hole formed therein, and the first conductive portion containing a metal and forming the through hole in the first directional view. A conductive member comprising a second conductive portion including a first plate-shaped portion that is bent and extended in a direction intersecting the surface of the first conductive portion from the inner circumference of the conductive portion of 1. In
The second conductive portion is a substantially flat plate-shaped second plate-shaped portion orthogonal to the first direction, and the first conductivity is formed from the inner circumference of the first conductive portion. From the tip of the first plate-shaped portion that is bent and stretched in a direction intersecting the surface of the sex portion, the first conductive portion and the second conductive portion can be seen in the first direction. A second plate-shaped portion that is bent and stretched in a direction from the first conductive portion side toward the through hole side with respect to the boundary line is included.
The through hole is
In the first directional view,
Two, a straight line passing through the boundary line and an inner circumference of the first conductive part in a second direction orthogonal to the boundary line between the first conductive portion and the second conductive portion. The first hole facing the entire virtual line segment connecting the intersections,
In the second direction, on one side of the boundary line in the third direction parallel to the virtual line segment and located on the side opposite to the first hole portion with respect to the virtual line segment. A second hole portion continuous with the first hole portion and
In the second direction, the first hole portion is located on the side opposite to the first hole portion with respect to the virtual line segment, and on the other side of the boundary line in the third direction. With a third hole that is continuous with
A conductive member comprising.
請求項1に記載の導電性部材において、
前記仮想線分上における前記第1の導電性部分の幅と前記第2の導電性部分の幅とは、互いに等しいことを特徴とする、導電性部材。
In the conductive member according to claim 1,
A conductive member, characterized in that the width of the first conductive portion and the width of the second conductive portion on the virtual line segment are equal to each other.
請求項1または請求項2に記載の導電性部材において、
前記第1の導電性部分と前記第2の導電性部分とのそれぞれは、
Crを含有する板状の金属部材と、
前記金属部材の表面に形成され、前記金属部材からのCrの拡散を抑制する被覆層と、
を有することを特徴とする、導電性部材。
In the conductive member according to claim 1 or 2.
Each of the first conductive portion and the second conductive portion is
A plate-shaped metal member containing Cr and
A coating layer formed on the surface of the metal member and suppressing the diffusion of Cr from the metal member,
A conductive member comprising.
請求項3に記載の導電性部材において、
以下の式(1)を満たすことを特徴とする、導電性部材。
2×ta < ΔWa/2 < Wam/2 ・・・(1)
ただし、
Wam:前記境界線から前記境界線に直交する方向に前記第2の導電性部分の表面に沿って距離L1だけ離れた第1の位置における前記金属部材の幅
ΔWa:前記境界線から前記第2の方向に前記距離L1だけ離れた位置における前記金属部材の開口幅Waoから、前記幅Wamを差し引いた差分(Wao-Wam)
ta:前記第1の位置における前記被覆層の厚さ
In the conductive member according to claim 3,
A conductive member, characterized in that it satisfies the following formula (1).
2 × ta <ΔWa / 2 <Wam / 2 ・ ・ ・ (1)
however,
Wam: The width ΔWa of the metal member at the first position separated by a distance L1 along the surface of the second conductive portion in the direction orthogonal to the boundary line from the boundary line: the second from the boundary line. The difference (Wao-Wam) obtained by subtracting the width Wam from the opening width Wao of the metal member at a position separated by the distance L1 in the direction of.
ta: Thickness of the coating layer at the first position
請求項3に記載の導電性部材において、
以下の式(2)および式(3)を満たすことを特徴とする、導電性部材。
ΔWb/2 < Wbm/2 ・・・(2)
Σtb < D ・・・(3)
ただし、
Wbm:前記第2の導電性部分を、前記境界線を基準として、前記第1の導電性部分に略平行な姿勢となるように回転させた仮想状態において、前記境界線から前記第2の方向に距離L2だけ離れた第2の位置における前記第2の導電性部分を構成する前記金属部材の幅
ΔWb:前記仮想状態において、前記第2の位置における前記第1の孔部分を構成する前記金属部材の開口幅Wboから、前記幅Wbmを差し引いた差分(Wbo-Wbm)
D:前記仮想状態において、前記第2の位置における前記第3の方向の前記第2の導電性部分を構成する前記金属部材の外周上の点から前記内周までの最短距離
Σtb:前記最短距離の両端の位置における前記被覆層の厚さの和
In the conductive member according to claim 3,
A conductive member, characterized in that it satisfies the following formulas (2) and (3).
ΔWb / 2 <Wbm / 2 ... (2)
Σtb <D ... (3)
however,
Wbm: In a virtual state in which the second conductive portion is rotated so as to have a posture substantially parallel to the first conductive portion with reference to the boundary line, the second direction from the boundary line. Width ΔWb of the metal member constituting the second conductive portion at a second position separated by a distance L2: The metal constituting the first hole portion at the second position in the virtual state. Difference (Wbo-Wbm) obtained by subtracting the width Wbm from the opening width Wbo of the member.
D: In the virtual state, the shortest distance from a point on the outer circumference of the metal member constituting the second conductive portion in the third direction to the inner circumference in the second position Σtb: the shortest distance. The sum of the thicknesses of the coating layers at the positions at both ends of
請求項3から請求項5までのいずれか一項に記載の導電性部材において、
前記被覆層は、スピネル型酸化物とペロブスカイト型酸化物との少なくとも一方を含むことを特徴とする、導電性部材。
The conductive member according to any one of claims 3 to 5.
The coating layer is a conductive member containing at least one of a spinel-type oxide and a perovskite-type oxide.
請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載の導電性部材において、
前記第2の孔部分を形成する角部の内、前記第3の方向において前記第3の孔部分に最も近い角部と、前記第3の孔部分を形成する角部の内、前記第3の方向において前記第2の孔部分に最も近い角部と、の少なくとも一方は、R形状であることを特徴とする、導電性部材。
The conductive member according to any one of claims 1 to 6.
Among the corners forming the second hole portion, the corner portion closest to the third hole portion in the third direction and the corner portion forming the third hole portion, the third hole portion. A conductive member, characterized in that at least one of the corner portion closest to the second hole portion in the direction of is R-shaped.
請求項1から請求項7までのいずれか一項に記載の導電性部材において、
前記導電性部材は、固体酸化物形の電気化学反応単位用の導電性部材であることを特徴とする、導電性部材。
The conductive member according to any one of claims 1 to 7.
The conductive member is a conductive member for a solid oxide type electrochemical reaction unit.
電気化学反応単位であって、
固体酸化物を含む電解質層と前記電解質層を挟んで第1の方向に互いに対向する空気極および燃料極とを含む電気化学反応単セルと、
前記電気化学反応単セルに対して前記第1の方向の一方側に配置され、前記空気極または前記燃料極に電気的に接続された集電部材として機能する請求項1から請求項8までのいずれか一項に記載の導電性部材と、
を備えることを特徴とする、電気化学反応単位。
It is an electrochemical reaction unit,
An electrochemical reaction single cell containing an electrolyte layer containing a solid oxide and an air electrode and a fuel electrode facing each other in the first direction across the electrolyte layer.
The 1st to 8th claims, which are arranged on one side of the first direction with respect to the electrochemical reaction single cell and function as a current collecting member electrically connected to the air electrode or the fuel electrode. The conductive member according to any one of the items and
An electrochemical reaction unit characterized by comprising.
請求項9に記載の電気化学反応単位において、
前記電気化学反応単位は、燃料電池発電単位であることを特徴とする、電気化学反応単位。
In the electrochemical reaction unit according to claim 9,
The electrochemical reaction unit is an electrochemical reaction unit characterized by being a fuel cell power generation unit.
前記第1の方向に並べて配置された複数の電気化学反応単位を備える電気化学反応セルスタックにおいて、
前記複数の電気化学反応単位の少なくとも1つは、請求項9または請求項10に記載の電気化学反応単位であることを特徴とする、電気化学反応セルスタック。
In the electrochemical reaction cell stack having a plurality of electrochemical reaction units arranged side by side in the first direction.
The electrochemical reaction cell stack, wherein at least one of the plurality of electrochemical reaction units is the electrochemical reaction unit according to claim 9 or 10.
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Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006172742A (en) 2004-12-13 2006-06-29 Kyocera Corp Collector member for fuel cell, and fuel cell stack using it, and fuel cell
WO2014123148A1 (en) 2013-02-07 2014-08-14 日本特殊陶業株式会社 Fuel cell
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